Algo se muere en el alma, cuando un amigo se va… Adiós, Tevatrón, adiós

Todo tiene un final y hoy ha sido el último día de colisiones protón-antiprotón en el colisionador de partículas que descubrió el quark top en 1995, una partícula predicha en 1977. Tras 28 años, el Tevatrón del Fermilab ha cumplido con creces todas las expectativas. No ha encontrado la supersimetría ni tampoco el bosón de Higgs, pero hoy sabemos gracias al Tevatrón que el quark top tiene una masa de 173,2 ± 0,9 GeV, un valor de gran precisión que le costará al LHC del CERN  muchos años poderlo mejorar. Además, gracias al Tevatrón sabemos que el bosón W tiene una masa de 80,420 ± 0,031 GeV (el LHC tampoco mejorará este valor en los próximos años). Y aún quedan colisiones sin analizar. El próximo año (primavera-verano) la precisión de estas masas serán mejoradas aún más. Las masas del quark top y del bosón W son claves para estimar la masa esperada para el bosón de Higgs. Gracias al Tevatrón, el factor limitante es la precisión en la masa del bosón W. El Tevatrón ha necesitado muchos años (26 años) para acabar convertido en una máquina de precisión. El LHC necesitará muchos años para igualarlo, por eso hay bastante interés en el desarrollo de colisionadores lineales de leptones. El Tevatron también descubrió cinco bariones B y el mesón B c, fue clave en la observación del neutrino τ en el Fermilab, observó de forma directa la violación de la simetría CP en los kaones, y produjo un quark top individual.

Adiós, Tevatrón, adiós.

Pero recordad todos, seguiremos hablando de las noticias surgidas en el Fermilab a partir del análisis de las colisiones del Tevatrón durante muchos meses, y seguiremos hablando de los resultados logrados por el Tevatrón durante muchos años.

El Tevatrón no se va para no volver, seguirá entre nosotros.

El pin que abre esta entrada lo he visto gracias a Philip Gibbs, “Shutdown approaches for the Tevatron,” vixra log, September 28, 2011. En español os recomiendo leer a MiGUi, “El Tevatrón se acaba el 30 de septiembre,” MiGUi, 29 septiembre 2011. News Eugenie Samuel Reich, “Fermilab faces life after the Tevatron,” Nature 477: 379, 21 September 2011, nos recuerda que prolongar la vida útil del Tevatrón sería de gran ayuda a la hora de analizar en detalle las propiedades del bosón de Higgs; sin embargo, tras 28 años en la primera línea de parrilla, el Tevatrón debe ceder el puesto a otros proyectos de investigación. A los que tengan acceso a Science les recomiendo leer a Andrian Cho, “The Tevatron’s Epitaph: Solid Science, No Surprises,” Science 333: 1687-1688, 23 September 2011. Según Cho, el Tevatrón pasará a la historia como una máquina que encontró lo que estaba buscando y nada más. ¿Qué pasará con el LHC del CERN? Se repitará lo mismo y encontrará el Higgs y nada más. ¡Quien sabe!

¿Cuál es el futuro del Fermilab? Hay muchos proyectos en curso. Allí ya se produce el haz más intenso de neutrinos de alta energía de todo el mundo, que se utilizará en el experimento NOνA que estudiará la oscilación de los neutrinos. Además, el Proyecto X estudiará la física de los procesos raros en el modelo estándar, complemento ideal del LHC del CERN. Si este último descubre nuevas leyes físicas o nuevas partículas, el Proyecto X será clave para estudiarlas; si no las descubre, permitirá estudiar el modelo estándar con gran precisión. Los procesos raros son el futuro de la física de partículas en el Fermilab.

PS (3 oct. 2011): Recomiendo la lectura de John Conway, “The End of the Tevatron,” Cosmic Variance, January 10th, 2011; y de Mark Lancaster, “Tevatron collider falls silent today after 26 years of smash hits,” The Guardian,Friday 30 September 2011.

L0s grandes hitos de la historia del Tevatrón: Merece la pena recorrerlos en esta timeline interactiva del Fermilab.

Amazings Bilbao “La búsqueda del bosón de Higgs” (cuarta versión, la definitiva)

Mi charla en Amazings Bilbao 11 está disponible en vídeo en la página web de la televisión ETB. Espero que os guste. La verdad es que no memoricé la charla y debería haberlo hecho, pues al final me faltó tiempo, cuando faltaba un minuto inicié lo que tendría que haber sido iniciado cuando faltasen tres minutos. Me faltaron dos minutos y tendría que haber preparado mejor los chistes, me dio la sensación de que a nadie les hizo gracia. Debe ser que tengo poco salero. No transcribiré aquí la charla que tenía preparada, para que no se me vea el plumero (ahora que me veo de nuevo sé que tendría que haberme estudiado la charla de memoria para que hubiera quedado perfecta). Me aplicaré el parche para Amazings Bilbao 12.

La mesa redonda “Ciencia en estado puro” también está disponible en vídeo en la ETB. Mikelnai, el moderador, me dijo que tendría que hablar durante unos 10 minutos sobre los neutrinos del experimento OPERA, pero aunque estaba avisado no preparé bien la charla; cuando me escuchéis hablar de neutrinos tau, aveces tenéis que sustituir la palabra tau por muónicos, lo siento; tampoco describí demasiado bien el experimento. Pero ya se sabe que el directo es así.

Espero que os gusten los vídeos.

 

Los premios Ig Nobel 2011

Lo confieso, no doy a basto. El disco duro de mi ordenador habitual, tras varias semanas dando señales de aviso, falleció la semana pasada. R.I.P. Me dejó colgado y sin novia (mi mujer dice que mi ordenador es mi novia y mi amante). Ayer instalé dos discos duros idénticos, uno es una imagen idéntica del otro, cambié de sistema operativo, instalé parte del software que uso todos los días y acabé harto hasta el gorro… Por qué Windows 7 esconde las cosas en lugares recónditos diferentes a los que las escondió Windows Vista, con lo fácil que era encontrarlas en Windows XP. Lo sé, tengo que cambiar a Linux. Hoy por la mañana he continuado con la labor… Aún me quedan flecos. Estoy flotando como en una nube viendo pasar el mundo a mis pies, lejos de la tierra, viendo pasar el mundo que sigue rotando como si mis problemas solo me importaran a mí… de hecho es que solo me importan a mí.

Me perdí anoche la retransmisión en directo de los Premios Ig Nobel 2011. Estaba tan cansado de bregar con la máquina que acabé grogui. Permitidme un repaso rápido a los premios más curiosos.

¿Por qué ciertos escarabajos intentan copular con botellas de cerveza? Yo no sabía que a los escarabajos australianos machos Julodimorpha bakervelli les gustaran tanto las botellas de cerveza que trataran de copular con ellas como si se tratara de una hembra de su especie. En la foto 1 se ve como sobresalen los genitales del escarabajo en su intento de copular con la botella. No sirve cualquier tipo de botella de cerveza, tiene que ser una “Stubbie” de 370 ml que presenta un color marrón y unos puntitos en la base (se ven muy bien la foto 2) tan irresistibles que a un macho en su intento por copular con la botella no le importa que un grupo de hormigas Iridomyrmex discors le coman sus genitales (que son partes blandas muy apreciadas por las hormigas), como también se ve en la foto 2. Espeluznante, da un escalofrío solo de pensarlo. Según los investigadores, el color de la Stubbie y el reflejo de la luz en los puntitos de la base se parece tanto a los élitros de las hembras que los machos no pueden resistirse. Darryl Gwynne y David Rentz han recibido el Premio Ig Nobel de Biología por su espeluznante trabajo “Beetles on the Bottle: Male Buprestids Mistake Stubbies for Females (Coleoptera),” Journal of the Australian Entomological Society22: 79-80, 1983.

¿Cómo despertar a alguien dormido en caso de emergencia utilizando rábano picante (wasabi)? Los químicos son capaces de patentar cualquier cosa, hasta una alarma de wasabi para despertar a personas dormidas en caso de emergencia. Los químicos japoneses Makoto Imai, Naoki Urushihata, Hideki Tanemura, Yukinobu Tajima, Hideaki Goto, Koichiro Mizoguchi y Junichi Murakami han determinado la cantidad justa de rábano picante (wasabi) necesaria para despertar a una persona. Gracias a este gran descubrimiento han solicitado una patente de una alarma de emergencia (un dosificador de extractos de wasabi para despertar a “bellas durmientes”) que han logrado que les acepten en EE.UU. (US patent application 2010/0308995 A1, filing date: Feb 5, 2009). Quizás no vendan muchos dosificadores, pero tampoco les importará porque han recibido el Premio Ig Nobel de Química 2011.

¿Por qué un matemático no puede predecir el final del mundo? Yo predije el final del mundo y creo que acerté; bueno, predije el final de mi mundo el día que yo muera. Pero otros se han atrevido a predecirlo antes que yo y con gran precisión; por ello han recibido el Premio Ig Nobel de Matemáticas. Dorothy Martin (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1954, Pat Robertson (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1982, Elizabeth Clare Prophet (EE.UU.) predijo el final del mundo para 1990, Lee Jang Rim (Corea) predijo el final del mundo para 1992, Credonia Mwerinde (Uganda) predijo el final del mundo para 1999, y Harold Camping (EE.UU.) predijo el final del mundo para el 6 de septiembre de 1994, pero como falló su predicción decidió rehacer sus cálculos y obtuvo una nueva fecha, el próximo 21 de octubre de 2011. ¿Acertará o volverá a errar? Seguro que no le importa, pues ha recibido el Premio Ig Nobel de Matemáticas 2011 (junto el resto de sus compañeros).

¿Por qué se marean los lanzadores de disco pero no los lanzadores de martillo? Buena pregunta; cuando das vueltas sobre tí mismo te recomiendan que mires a un punto fijo, así que supongo que para el lanzador de martillo será más fácil mirar un punto fijo (el martillo) que para el lanzador de disco. Supongo, pero no estoy seguro. Menos mal que los franceses Philippe Perrin, Cyril Perrot, Dominique Deviterne y Bruno Ragaru, y el holandés Herman Kingma me dan la razón. Menos mal. Gracias a ello han recibido el Premio Ig Nobel de Física 2011. Los laureados han estudiado mediante vídeo de alta velocidad a 22 atletas de alta competición, 11 de los cuales practican ambos deportes. Los atletas que practican ambos deportes afirman que es verdad que se marean a veces lanzando el disco pero no el martillo. El análisis de las imágenes de los vídeos ha demostrado que el movimiento de su cabeza confirma la hipótesis que yo he intuido (supongo que tú también): para los lanzadores de martillo es más fácil encontrar un punto fijo al que mirar para evitar el mareo. El artículo técnico (no tengo acceso a dicha revista, así que no lo he podido leer en detalle) es Philippe Perrin, Cyril Perrot, Dominique Deviterne, Bruno Ragaru, Herman Kingma, “Dizziness in Discus Throwers is Related to Motion Sickness Generated While Spinning,” Acta Oto-laryngologica 120: 390-395, March 2000.

¿Por qué el bostezo no es contagioso entre las tortugas? Que nadie bostece delante mía, que acabaré bostezando yo también (incluso lo hago ahora mismo solo de pensar en alguien que bosteza). La mejor manera de entender la fisiología del bostezo es estudiar animales que no bostecen. Los biólogos europeos Anna Wilkinson, Natalie Sebanz, Isabella Mandl y Ludwig Huber han encontrado un animal inmune al bostezo, la tortuga de patas rojas Geochelone carbonaria; todavía no se sabe cuál es el secreto de su inmunidad, pero los experimentos demuestran que son el animal ideal para descubrirlo, como así lo han publicado en su artículo “No Evidence of Contagious Yawning in the Red-Footed Tortoise,”Current Zoology 57: 477-484, 2011, que ha merecido el prestigioso Premio Ig Nobel de Fisiología 2011.

¿Por qué cuando tienes muchas ganas de orinar tomas decisiones precipitadas? Puede parecer una pregunta retórica, porque urge tomarlas. Pero hay quien cree que la respuesta a esta pregunta requiere un estudio experimental específico y por haberlo publicado en dos revistas internacionales han merecido el Premio Ig Nobel de Medicina 2011 los investigadores europeos Mirjam Tuk, Debra Trampe y Luk Warlop, junto a los estadounidenses Matthew Lewis, Peter Snyder y Robert Feldman, y a los australianos Robert Pietrzak, David Darby, and Paul Maruff. Las arduas investigaciones de estos expertos han demostrado que ante la incómoda necesidad de orinar con urgencia se toman decisiones precipitadas que a veces son mejores y otras veces son peores, dependiendo del caso, que las tomadas cuando no hay ganas de hacer pis. Curioso, no siempre es malo tomar decisiones urgentes. Los artículos en los que se ha publicado tan importante estudio son Mirjam A. Tuk, Debra Trampe and Luk Warlop, “Inhibitory Spillover: Increased Urination Urgency Facilitates Impulse Control in Unrelated Domains,” Psychological Science 22: 627-633, 2011, y Matthew S. Lewis, Peter J. Snyder, Robert H. Pietrzak, David Darby, Robert A. Feldman, Paul T. Maruff, “The Effect of Acute Increase in Urge to Void on Cognitive Function in Healthy Adults,” Neurology and Urodynamics 30: 183-187, 2011.

¿Por qué la gente suspira de cuando en cuando? Buena pregunta, digna de la sección de por qués de la ciencia de América Valenzuela. El psicólogo noruego Karl Halvor Teigen ha recibido el Premio Ig Nobel de Psicología 2011 por estudiar esta cuestión, aunque aún no ha obtenido la respuesta definitiva. Su artículo “Is a Sigh ‘Just a Sigh’? Sighs as Emotional Signals and Responses to a Difficult Task,” Scandinavian Journal of Psychology 49: 49–57, 2008, empieza recordando que nunca antes se había estudiado por qué la gente suspira desde el punto de vista de la psicofisiología. La primera parte de su trabajo estudia lo que la gente piensa que representan los suspiros; para ello ha realizado un cuestionario a 75 estudiantes universitarios que le ha permitido concluir que la gente cree que los suspiros están asociados a estados emocionales negativos, a cierta tristeza o melancolía. Para comprobar esta idea realizó un segundo experimento con 117 estudiantes a los que presentó imágenes de grupos de personas en diferentes situaciones con alguien suspirando y se les realizó preguntas sobre las diferentes situaciones; las conclusiones fueron similares. En el tercer y último estudio, 36 estudiantes realizaron durante 10 minutos dos puzzles lógicos mientras eran grabados por una cámara; 28 de los estudiantes suspiraron durante la tarea con una media de 4 suspiros; tras la tarea se les indicó cuantas veces habían suspirado y se les preguntó por qué lo habían hecho. Muchos no eran conscientes de haber suspirado y la mayoría opinaba que lo hicieron por su impotencia a la hora de resolver los puzzles. Aunque el estudio de Teigen no es concluyente, su opinión es que futuros estudios aclararán poco a poco la utilidad psicofisiológica del suspiro. Que tenerla, la tendrá.

Otros premios Ig Nobel 2011 son el Premio de Literatura para John Perry (Universidad de Stanford, EE.UU.) por su teoría de la procrastinación estructurada (“How to Procrastinate and Still Get Things Done,” Chronicle of Higher Education, February 23, 1996); el Premio de la Paz para el lituano Arturas Zuokas por proponer una solución radical a los coches de lujo mal aparcados, arrasarlos con un tanque (el vídeo de arriba no tiene desperdicio); el Premio para la Salud Pública para John Senders (Universidad de Toronto, Canadá), por sus experimentos en los que pone a una persona a conducir un automóvil por una autopista (o autovía) mientras un visor en forma de cacerola le tapa los ojos y la cara de forma repetida como se ve en vídeo de abajo (John W. Senders, et al., “The Attentional Demand of Automobile Driving,” Highway Research Record 195: 15-33, 1967). ¡Fascinante! ¡Curioso pero inútil!

PS: Por cierto, me encanta este vídeo anunciando la ceremonia de los Ig Nobel 2011. La reflexión total interna tiene algo mágico, es magia… que lo disfrutéis.

La noticia de los neutrinos superlumínicos de OPERA en Nature y en Science

Adrian Cho nos cuenta que la mayoría de los físicos ha mirado con incredulidad el resultado obtenido por los físicos de la colaboración OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus). Las apuestas apuntan a un “error sistemático” no identificado aún. Pero no todos opinan lo mismo, algunos ven en dicho resultado una oportunidad única para proponer nuevas extensiones del modelo estándar. V. Alan Kostelecky, físico teórico de la Universidad de Indiana, Bloomington, EE.UU., inventó hace 15 años el Modelo Estándar Extendido (SME) que viola la teoría de la relatividad introduciendo un “campo de fondo” que actúa de “sistema de referencia preferido.” Si dicho campo de fondo solo actúa sobre los neutrinos, Kostelecky afirma que su teoría explica el resultado observado por OPERA. Su teoría no permite el envío de información hacia al pasado, evitando los problemas de causalidad que implica la existencia de neutrinos superlumínicos. Según Cho, el resultado de OPERA podrá repetido en menos de un año en MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), en la mina de Soudan (Minnesota), que recibe neutrinos del Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), en Batavia, Illinois (yo creo que Cho peca aquí de optimista). También podrá ser repetido por el experimento japonés T2K (Tokai to Super-Kamiokande), en el que se estudian neutrinos producidos por el JPARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) en Tokai, dirigidos hacia los detectores localizados ne la mina de Kamioka. Nos lo ha contado en Adrian Cho, “Special Relativity: From Geneva to Italy Faster Than a Speeding Photon?,” News & Analysis, Science 333: 1809, 30 September 2011.

El rumor surgió en un blog el 15 de septiembre, el artículo fue liberado el 22 y la rueda de prensa en el CERN fue el 23, aunque el resultado se descubrió en marzo de 2011. “Han pasado los últimos 6 meses tratando de buscar un error en su análisis, pero no lo han encontrado, por lo que han liberado sus resultados para recabar la ayuda de toda la comunidad,” afirma Dario Autiero, del Instituto de Física Nuclear en Lion (IPNL), Francia, coordinador de OPERA. Algunos físicos senior de la colaboración, como Caren Hagner de DESY, han preferido no firmar el artículo de OPERA; según Hagner era necesario haber seguido chequeando el resultado durante más tiempo antes de hacerlo público. OPERA está en boca de todo el mundo, ya el anuncio sobre los neutrinos superlumínicos ha generado una expectación mediática sin precedentes. Sin embargo, “la mayoría de los físicos sospechan que hay errores sistemáticos sutiles, aún por descubrir, pues el experimento es muy complicado,” como recuerda Rob Plunkett del experimento MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search) en el Fermilab, cerca de Chicago. La mayoría de las dudas apuntan a dos elementos, la sincronización mediante GPS y las diferencias entre la forma de la señal en el CERN (el tren de protones) y en Gran Sasso (el tren de neutrinos). Nos lo ha contado Eugenie Samuel Reich, “Speedy neutrinos challenge physicists. Experiment under scrutiny as teams prepare to test claim that particles can beat light speed,” News, Nature 477: 520, 29 September 2011.

En mi opinión personal, la fuente del error puede estar en el ajuste del frente de los trenes de protones y de neutrinos. En óptica no lineal, cuando se observa la propagación superlumínica de señales siempre es debido a este problema, definir correctamente cuando ha llegado el tren de fotones (paquete de ondas) debido a que su forma no coincide con el tren emitido y utilizar el mismo criterio en ambos no está justificado. Para los aficionados al deporte quizás ayude saber que este problema es el mismo que el de la foto finish. Se supone que el instante de llegada del corredor es cuando su pecho supera la línea de meta, pero que pasa si el atleta torsiona su cintura al llegar y lo que se observa en la foto finish es la llegada del hombro; o si estira el brazo y lo que llega primero a meta es la parte del pecho cercana al cuello; o que si pasa si hay atletas más altos y más bajos; cuándo llegó el centro del pecho a cruzar la línea es un problema que requiere el criterio de los jueces de la competición y este criterio puede variar de un juez a otro. La forma del frente del tren de protones (donde se inicia la cuenta de tiempos en el CERN) se utiliza como referencia (línea roja) y se ajusta a la forma del frente del tren de neutrinos (donde finaliza la cuenta de tiempos en Gran Sasso). Obviamente, los científicos de OPERA han considerado esta posibilidad en detalle, pero en este tipo de experimentos la duda siempre surge. Abajo os muestro la figura original de los frentes y la misma figura con la línea roja en blanco, ¿por dónde dirías que debería pasar la línea roja? Por cierto, la incertidumbre horizontal de los puntos de unos 50 ns y se ha medido una diferencia de tiempos de solo 60 ns. No quiero decir nada más. Entre los que opinan como yo recomiendo leer a Jon Butterworth, “Those faster-than-light neutrinos. Four things to think about,” Life and Physics, 24 sep. 2011.