{"id":1234,"date":"2011-04-01T08:50:05","date_gmt":"2011-04-01T07:50:05","guid":{"rendered":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/?p=1234"},"modified":"2012-04-01T08:50:49","modified_gmt":"2012-04-01T07:50:49","slug":"el-nacimiento-del-cern-y-hacia-donde-nos-lleva","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.emiliosilveravazquez.com\/blog\/2011\/04\/01\/el-nacimiento-del-cern-y-hacia-donde-nos-lleva\/","title":{"rendered":"El nacimiento del CERN y hacia donde nos lleva"},"content":{"rendered":"

En 1.949, el F\u00edsico franc\u00e9s Louis de Broglie, que gano el premio N\u00f3bel, propuso construir un laboratorio europeo de F\u00edsica de part\u00edculas. Su idea cal\u00f3 hondo en la comunidad internacional y, tres a\u00f1os m\u00e1s tarde 11 pa\u00edses europeos dieron el visto bueno y el dinero para construir el CERN, inaugurado en Ginebra en 1.954 y, al que tanto debe la F\u00edsica.<\/p>\n

Los aceleradores de part\u00edculas son un gran invento que ha permitido comprobar (hasta donde se ha podido, al menos), la estructura del \u00e1tomo. En el acelerador del Fermilab, por ejemplo, un detector de tres pisos de altura que ha costado unos ochenta millones de d\u00f3lares capta electr\u00f3nicamente los “restos” de la colisi\u00f3n entre un prot\u00f3n<\/a> y un antiprot\u00f3n<\/a>. Aqu\u00ed la “prueba”, el “ver”, consiste en que decenas de miles de sensores generen un impulso el\u00e9ctrico cuando pasa una part\u00edcula.<\/p>\n

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\"\"<\/p>\n

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El Acelerador de Part\u00edculas LHC es una Obra inmensa que ha construido el SER Humano para saber sobre la Naturaleza de la materia y…<\/p>\n

Todos esos impulsos son llevados a procesadores electr\u00f3nicos de datos a trav\u00e9s de cientos de miles de cables. Por \u00faltimo, se hace una grabaci\u00f3n en carrete de cinta magn\u00e9tica codificada con ceros y unos. La cinta graba las violentas colisiones de los protones<\/a> y antiprotones, en las que generan unas setenta part\u00edculas que salen disparadas en diferentes direcciones dentro de las varias secciones del detector.<\/p>\n

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La ciencia, en especial la f\u00edsica de part\u00edculas, gana confianza en sus conclusiones por duplicaci\u00f3n; es decir, un experimento en California se confirma mediante un acelerador de un estilo diferente que funciona en Ginebra con otro equipo distinto que incluye, en cada experimento, los controles necesarios y todas las comprobaciones para que puedan confirmar con muchas garant\u00edas, el resultado finalmente obtenido. Es un proceso largo y muy complejo, la consecuencia de muchos a\u00f1os de investigaci\u00f3n de muchos equipos diferentes.<\/p>\n

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El Fermilab. en Illinois, como una obra de arte, se exhibe presuntuoso y sabiendo que, desde su construcci\u00f3n por Carlo Rubbia, ha dado muchas alegrias a la Ciencia. Ahora, se anuncia una nueva gran alegr\u00eda con el encuentro (por f\u00edn) del Bos\u00f3n de Higgs<\/a> que, seg\u00fan parece ya ha dado se\u00f1ales de su presencia. \u00a1Un gran paso adelante! en el conocimiento fundamental del Universo y la materia que contiene.<\/p>\n

Yo puedo visualizar la estructura interna de un \u00e1tomo. Puedo hacer que me vengan im\u00e1genes mentales de nebulosas de “presencia” de electr\u00f3n<\/a> alrededor de la min\u00fascula mota del n\u00facleo que atrae esa bruma de la nube electr\u00f3nica hacia s\u00ed. Puedo ver los \u00e1tomos, los protones<\/a> y neutrones<\/a> y, en su interior, los diminutos quarks<\/a> enfangados en un mar de gluones<\/a>.<\/p>\n

Claro que, todo eso es posible, por el hecho de que, dicha imagen, me es muy familiar. Creo que cada uno construir\u00e1 sus propias im\u00e1genes conforme \u00e9l las vea a partir de las ecuaciones o bien de c\u00f3mo las form\u00f3 en su mente a partir de sus lecturas o explicaciones o\u00eddas en charlas cient\u00edficas.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\u00bfsabremos alg\u00fan d\u00eda lo que hay m\u00e1s all\u00e1 de los Quarks? Ahora, despu\u00e9s del Higgs<\/a>, se espera que aparezcan las part\u00edculas supersim\u00e9tricas<\/p>\n

Cuando entraron en escena David Politzer, de Harvard, y Davil Gross y Frank Wilczek, de Princeton, el panorama de lo que ocurr\u00eda en el interior del n\u00facleo, se aclar\u00f3 bastante. Ellos, descubrieron algo que llamaron libertad asint\u00f3tica<\/a><\/span>. Asint\u00f3tico significa, burdamente, “que se acerca cada vez m\u00e1s, pero no toca nunca”.<\/p>\n

Los quarks<\/a>, seg\u00fan descubrieron los tres, tienen libertad asint\u00f3tica<\/a>. La interacci\u00f3n fuerte se debilita m\u00e1s y m\u00e1s a medida que un quark<\/a> se aproxima a otro. Esto significa parad\u00f3jicamente, que cuando los quarks<\/a> est\u00e1n muy juntos se portan casi como si fuesen libres. Pero cuando se apartan, las fuerzas se hacen efectivamente mayores. Las distancias cortas suponen energ\u00edas altas, as\u00ed que la interacci\u00f3n fuerte se debilita a altas energ\u00edas.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Desde luego es meritorio que los f\u00edsicos te\u00f3ricos puedan “imaginar” lo que ocurre dentro de los \u00e1tomos, en este caso dentro de los protones<\/a> y neutrones<\/a> con los Quarks, para llegar a saber que, los Gluones los mantienen confinados porm medio de la fuerza nuclear fuerte<\/a>.<\/p>\n

Esto es justo lo contrario de lo que pasa con la fuerza el\u00e9ctrica.<\/p>\n

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A\u00fan m\u00e1s importante era que la interacci\u00f3n fuerte necesitase una part\u00edcula mensajera, como las otras fuerzas y, en alguna parte le dieron al mensajero el nombre de glu\u00f3n<\/a> (de la palabra inglesa Glue, pegamento).<\/p>\n

A todo esto, lleg\u00f3 Murray Gell-Mann con sus quarks<\/a> para completar el panorama, adjudic\u00f3 a estas diminutas part\u00edculas color y sabor (nada que ver con el gusto y los colores reales) y lleg\u00f3 la teor\u00eda denominada cromodin\u00e1mica cu\u00e1ntica<\/a>. Todo aquello dio mucho que hablar y mucho trabajo a los te\u00f3ricos y experimentadores y, al entrar en los a\u00f1os ochenta, se hab\u00eda dado ya con todas las part\u00edculas de la materia (los quarks<\/a> y los leptones<\/a>), y ten\u00edamos las part\u00edculas mensajeras, o bosones<\/a> gauge<\/a>, de las tres fuerzas, a excepci\u00f3n de la Gravedad.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
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MATERIA<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Primera generaci\u00f3n<\/p>\n<\/td>\n

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Segunda generaci\u00f3n<\/p>\n<\/td>\n

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Tercera generaci\u00f3n<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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u<\/p>\n<\/td>\n

\n

c<\/p>\n<\/td>\n

\n

t<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

d<\/p>\n<\/td>\n

\n

s<\/p>\n<\/td>\n

\n

b<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Son los quarks<\/a> up<\/em>, down<\/em>, charmed<\/em>, strange<\/em>, top<\/em> y bottom<\/em>.<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Los leptons son:<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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\u03c5e<\/sub><\/p>\n<\/td>\n

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\u03c5\u03bc<\/sub><\/p>\n<\/td>\n

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\u03c5\u03c4<\/sub><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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e<\/p>\n<\/td>\n

\n

\u03bc<\/p>\n<\/td>\n

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\u03c4<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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FUERZAS<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Los bosones<\/a> gauge<\/a>:<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Fot\u00f3n<\/p>\n<\/td>\n

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Electromagnetismo<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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W+<\/sup>, W–<\/sup>, Z0<\/sup><\/p>\n<\/td>\n

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Interacci\u00f3n d\u00e9bil<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

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Ocho gluones<\/a><\/p>\n<\/td>\n

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Interacci\u00f3n fuerte<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

La familia de los leptones<\/a> est\u00e1 compuesta por el electr\u00f3n<\/a>, mu\u00f3n<\/a> y tan con sus correspondientes neutrinos<\/a>.<\/p>\n

As\u00ed qued\u00f3 pr\u00e1cticamente completo el llamado modelo est\u00e1ndar que describe las part\u00edculas que forman la materia conocida y las fuerzas que intervienen e interaccionan con ellas. La gravedad, qued\u00f3 aparte en la relatividad<\/a> general de Einstein<\/a>.<\/p>\n

\u00bfPor qu\u00e9 es incompleto el Modelo Est\u00e1ndar? Tiene algunas ausencias como la ausencia de una de las cuatro fuerzas fundamentales, la Gravedad. Otro defecto est\u00e9tico es que no es lo bastante simple; deber\u00eda parecerse m\u00e1s a la tierra, aire, fuego y agua, de Emp\u00e9docles. Hay demasiados par\u00e1metros y demasiados controles que ajustar, y, nos buscamos el Bos\u00f3n de Higgs<\/a> para explicar la masa de las part\u00edculas.<\/p>\n

Necesitamos una nueva teor\u00eda que sea menos complicada, m\u00e1s sencilla y bella, sin vericuetos intrincados que salvar, con la limpieza y serena majestad de la teor\u00eda de la Gravedad que, con enorme simpleza y aplicando principios naturales, trata los temas m\u00e1s profundos del Universo.<\/p>\n

Estamos empe\u00f1ados en llegar a las entra\u00f1as de la materia y…\u00a1Lo conseguiremos!<\/p>\n

Esperemos que continu\u00e9 desarroll\u00e1ndose la teor\u00eda de cuerdas y que, como parece, incluya todas las fuerzas, todas las part\u00edculas y, en fin, todos los par\u00e1metros que dan sentido al Universo.<\/p>\n

Poner aqu\u00ed toda la historia y sucesos del CERN desdee su nacimiento, ser\u00eda imposible. Sin embargo, si tenemos que decir que gracias a los aceleradores de part\u00edculas fueron descubiertas las corrientes neutras ( en el CERN en 1973) en el Acelerador Lineal (LAL) y utilizando la Gran C\u00e1mara de burbujas de l\u00edquido pesado .<\/p>\n

El descubrimiento de corrientes neutras es uno de los hitos sobresalientes en una d\u00e9cada prodigiosa (1967-1976) repleta de importantes descubrimientos experimentales y desarrollos te\u00f3ricos que modificaron sensiblemente nuestra visi\u00f3n de la estructura \u00faltima de la materia.<\/p>\n

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La predicci\u00f3n de la unificaci\u00f3n electrod\u00e9bil en el sector lept\u00f3nico, el descubrimiento de la dispersi\u00f3n profundamente inel\u00e1stica en colisiones inducidas por electrones<\/a>, el descubrimiento de los quarks<\/a> c y b y del lept\u00f3n<\/a> tau<\/a>, la idea de libertad asint\u00f3tica<\/a> y la formulaci\u00f3n de la Cromodin\u00e1mica Cu\u00e1ntica son algunos de los avances m\u00e1s destacables producidos durante aquellos a\u00f1os.<\/p>\n

El descubrimiento de los Bosones W+, W- y Z\u00ba llegaron de la mano del descubrimiento de las corrientes neutras en el CERN y la medida de su importancia en relaci\u00f3n con las corrrientes cargadas, permiti\u00f3 hacer una primera estimaci\u00f3n de la masa de estos bosones<\/a> gauge<\/a>s y qued\u00f3 establecido, fuera de toda duda, el inter\u00e9s cient\u00edfico de los colisionadores de part\u00edculas.<\/p>\n

Por aquellos tiempos ya lejanos, ning\u00fan colisionador ten\u00eda la fuerza necesaria para “fabricar” aquellas part\u00edculas. Ser\u00eda muy largo de contar aqu\u00ed (s\u00f3lo una rese\u00f1a) todo lo que pas\u00f3 para que lleg\u00e1ramos al punto en que hoy nos encontramos en el tema de los aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n

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El LEP y el Modelo Est\u00e1ndar<\/p>\n

El descubrimiento de las correrientes neutras en 1973 y de los bosones<\/a> vectoriales W+, W- y Z\u00ba en 1983, ambos en el CERN, deben ser considerados como las primeras evidencias experimentales decisivas de la validez del sector electrod\u00e9bil del Modelo Est\u00e1ndar, formulado por Glasow, Weinberg y Salam como una teor\u00eda Gauge SU(2)xU(1) con las masas de las part\u00edculas generadas por el mecanismo de Higgs<\/a>.<\/p>\n

Estos descubrimientos justificaron el construir un colisionador de electrones<\/a> y positrones que midiese con precisi\u00f3n las propiedades (est\u00e1ticas y din\u00e1micas) de los bosones<\/a> W y Z y estableciese sin ambig\u00fcedad la naturaleza mecano-cu\u00e1ntica del Modelo Est\u00e1ndar convertido en Teor\u00eda gracias a los trabajos de Veltman y t’Hooft.<\/p>\n

Descubrimiento de la violaci\u00f3n directa de CP<\/p>\n

La idea de simetr\u00eda CP (C=conjugaci\u00f3n de carga, P= Paridad) se introduce en f\u00edsica de part\u00edculas a finales de los a\u00f1os 50, poco despu\u00e9s del descubrimiento de la violaci\u00f3n de simetr\u00eda P en procesos mediados por la interacci\u00f3n d\u00e9bil (desintegraciones nucleares Beta), y postula que las part\u00edculas dextr\u00f3giras se comportan de la misma forma que las anti-part\u00edculas lev\u00f3giras.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Part\u00edculas de materia y antimateria, son iguales si exceptuamos las cargas<\/p>\n

En 1964 J. Cronin y V. Fitch observaron en un estudio experimental de los mesones<\/a> extra\u00f1os K\u00ba realizado en BNL una peque\u00f1a pero significativa violaci\u00f3n de este principio de simetr\u00eda. El intento de explicar este efecto extremadamente sut\u00edl condujo a la predicci\u00f3n te\u00f3rica de que el n\u00famero de quarks<\/a> deber\u00eda ser 6, en lugar de los 3 identificados hasta la fecha.<\/p>\n

Casi simult\u00e1neamente A. Saharov argument\u00f3 a favor de incluir la violaci\u00f3n CP en la lista de condiciones necesarias para explicar el observado d\u00e9ficit de antimateria en el Universo a partir de las leyes de la microf\u00edsica.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Llegamos al LHC del que tanto se habl\u00f3, se habla y se hablar\u00e1. La consagraci\u00f3n del Modelo Est\u00e1ndar, como resultado de las medidas de precisi\u00f3n realizadas en el LEP durante el per\u00edodo de 1989-2000, ilustran los dos caminos que han protagonizado el avance en la f\u00edsica de part\u00edculas en \u00e9stas \u00faltimas d\u00e9cadas:<\/p>\n

    \n
  1. La exploraci\u00f3n directa de nuevas regiones de energ\u00eda en b\u00fasqueda de nuevos fen\u00f3menos y,<\/li>\n
  2. El estudio de alta precisi\u00f3n de las propiedades de las part\u00edculas elementales y de las fuerzas fundamentales ya establecidas.<\/li>\n<\/ol>\n

    Estas dos l\u00edneas de actuaci\u00f3n son, en buena medida complementarias y, como ha demostrado la experimentaci\u00f3pn en LEP, las medidas de precisi\u00f3n a una determinada energ\u00eda permiten vislumbrar que clase de fen\u00f3menos aparecer\u00e1n a m\u00e1s altas energ\u00edas y anticipar las regiones de inter\u00e9s.<\/p>\n

    LEP ha anticipado con claridad que el Bos\u00f3n de Higgs<\/a> del Modelo Est\u00e1ndar es una part\u00edcula ligera, de masa probablemente inferior a 250 GeV. Tambi\u00e9n sugiri\u00f3 la escala de 1 TeV como umbral muy probable para la puesta de manifiesto de una nueva fenomenolog\u00eda que podr\u00eda incluir part\u00edculas supersim\u00e9tricas, tecnicolor, dimensiones extras o supergravedad a bajas energ\u00edas, entre otras fascinantes propuestas de la Nueva F\u00edsica.<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Muchos cient\u00edficos repartidos por todo el mundo est\u00e1n examinando im\u00e1genes como esta, est\u00e1n a la caza del Bos\u00f3n de Higgs<\/a>, no podemos saber a\u00fan, si en los experimentos llevados a cabo ha podido aparecer la misteriosa part\u00edcula que se supone le da la masa a las dem\u00e1s part\u00edculas. Si aparece, el Modelo Est\u00e1ndar ganar\u00e1 y ser\u00e1 m\u00e1s completo y fiable.<\/p>\n

    Esa es la raz\u00f3n de ser del LHC, el colisionador prot\u00f3n<\/a>-prot\u00f3n<\/a> a 14 TeV en el centro de masas e interacciones plomo-plomo a 1 300 TeV en el centro de masas. Existe la firme convicci\u00f3n de que el LHC establecer\u00e1 la naturaleza de la observada rotura de la simetr\u00eda electrod\u00e9bil (el mecanismo de Higgs<\/a> frente a otras altrernativas), dilucidar\u00e1 la posible existencia de part\u00edculas supersim\u00e9tricas -o de otro tipo- as\u00ed como de nuevas interacciones, pondr\u00e1 de manifiesto el desconfinamiento de los quarks<\/a> y la transici\u00f3n de fase hadrones<\/a>-plasma<\/a> de quarks<\/a> y gluones<\/a> y ayudar\u00e1 a profundizar en el conocimiento de los sabores pesados (quarks botton y top) y en procesos mediados por violaci\u00f3n de la simetr\u00eda CP.<\/p>\n

    Todos estos resultados tendr\u00e1n una enorme influencia en los campos de la Astrof\u00edsica y la Cosmolog\u00eda y seguramente ayudar\u00e1 a desentra\u00f1ar el misterio de la materia oscura<\/a> y de la propia existencia de la materia bari\u00f3nica (asimetr\u00eda materia-antimateria).<\/p>\n

    En definitiva, con el LHC se inicia el asalto, tal vez defintivo, a algunas de las cuestiones y desafios intelectuales m\u00e1s fundamentales en investigaci\u00f3n b\u00e1sica que, nos traer\u00e1 unos conocimientos esenciales para el porvenir de la Humanidad en un futuro muy pr\u00f3ximo.<\/p>\n

    emilio silvera<\/em><\/p>\n

    \r\n\t\t\r\n\t\t
    <\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>hotmail correo<\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span><\/a><\/span>[?]<\/a><\/span><\/td><\/tr><\/table><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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