Los físicos que realizan investigaciones en el Gran Colisionador de Hadrones LHC, el acelerador de partículas más poderoso del mundo, ubicado en la frontera de Francia y Suiza, presentaron más de 100 nuevos resultados en el 38 th Conferencia Internacional sobre Física de Alta Energía ICHEP en Chicago la semana pasada.
Los científicos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. Ayudaron a diseñar y construir componentes clave del LHC y colaboraron en la investigación del detector ATLAS, uno de los dos grandes experimentos de física de alta energía del LHC que, en 2012, anunció el descubrimientodel bosón de Higgs. Brookhaven sirve como el laboratorio anfitrión de los Estados Unidos para los colaboradores de ATLAS en todo el país, y maneja una gran cantidad del procesamiento y distribución de datos a los colaboradores de ATLAS en todo el mundo.
Los físicos de Brookhaven también participan en el Programa de Iones Pesados del LHC en ATLAS, analizando los resultados de colisiones de núcleos grandes como el plomo, al igual que las colisiones de oro y oro en el propio Colisionador de Iones Pesados Relativistas de Brookhaven RHIC, pero con una energía más alta.RHIC y el LHC trabajan de manera complementaria para explorar detalles del plasma de quark-gluon QGP que existió en el universo primitivo en un esfuerzo por comprender sus propiedades en un rango de energías y cómo evolucionó para formar la materia visible deuniverso hoy. La reunión de ICHEP incluyó presentaciones de datos de iones pesados de ambos colisionadores.
el rendimiento del LHC siembra semillas para el descubrimiento
Tras la primera visión de la física del año pasado a un nivel de energía sin precedentes - chocando dos haces de protones a una energía de 13 billones de electronvoltios TeV - los experimentos del LHC ahora han acumulado cantidades significativas de datos que les permiten "sumergirse eny explore "la física en esta nueva frontera energética, según un comunicado de prensa emitido el 5 de agosto por la Organización Europea para la Investigación Nuclear CERN, sede del LHC.
"Gracias a los excelentes resultados del LHC, los experimentos ya registraron aproximadamente 5 veces más datos en 2016 que en 2015, en solo unos pocos meses de operaciones", dijo el comunicado de prensa.
En junio, el LHC superó su luminosidad de diseño, una medida del número de colisiones en un intervalo de tiempo determinado, alcanzando una luminosidad máxima de aproximadamente mil millones de colisiones por segundo. Esto significa que incluso las interacciones más raras de partículas subatómicas enla energía efectiva más alta puede ocurrir potencialmente y ser detectada para revelar una nueva física.
Los físicos que analizan las grandes cantidades de datos de colisión de 13 TeV ya han confirmado la existencia del bosón de Higgs descubierto por primera vez en 2012 con una masa de 125 mil millones de electronvoltios, GeV, y utilizarán los nuevos datos para conducir en profundidadestudios de las propiedades de esta partícula. También han realizado nuevas mediciones de precisión en busca de interacciones de partículas anómalas a alta masa, una prueba muy sensible pero indirecta para posibles fenómenos físicos que no pueden explicarse por la descripción existente de partículas y procesos subatómicos, también conocido comoModelo estándar de física de partículas. También están buscando señales de que se hayan producido nuevas partículas predichas por la supersimetría u otras teorías exóticas "más allá" del Modelo estándar.
Todavía no ha surgido evidencia convincente de tales partículas, y una sugerencia intrigante que causó un interés considerable en los datos del LHC de 2015, un "aumento" potencial en 750 GeV, ya no aparece en el conjunto de datos de 2016 mucho más significativo, elComunicado de prensa del CERN, dijo. El "golpe" parece ser un error estadístico.
Pero todavía hay muchos datos nuevos para explorar.
"Estamos ansiosos por analizar en detalle la riqueza de datos nuevos a 13 TeV", dijo Hong Ma, presidente del Departamento de Física del Laboratorio Brookhaven. "Al mismo tiempo, también estamos trabajando para actualizar el detector ATLAS para las operacionesa luminosidades aún más altas más allá de los próximos dos años ".
Ma señaló que la conferencia también incluyó presentaciones de nuevos resultados de investigaciones sobre neutrinos y cosmología, áreas adicionales de física de alta energía donde los científicos de Brookhaven hacen contribuciones importantes.
Nueva visión del plasma quark-gluon
Mientras tanto, los cuatro experimentos de LHC ALICE, ATLAS, CMS y LHCb y los dos grandes experimentos de RHIC STAR y PHENIX presentaron nuevos resultados en la exploración del plasma quark-gluon QGP, un estado de la materiaeso llenó el universo temprano varias millonésimas de segundo después del Big Bang. Tanto RHIC como el LHC recrean el QGP al romper dos haces de iones pesados típicamente oro en RHIC y plomo en el LHC, y explorar los iones pesados colisionandotambién con protones o deuterones. En las colisiones de oro-oro y plomo-plomo, los físicos han determinado que las altas temperaturas y densidades alcanzadas "derriten" los protones y neutrones que forman los núcleos para liberar sus quarks y gluones constituyentesUn estudio cuidadoso ha revelado que, incluso con la energía LHC más alta, el QGP fluye con una viscosidad extremadamente baja en relación con su densidad de entropía, como lo hace en las colisiones de iones pesados de menor energía en RHIC.
Los físicos de RHIC describieron por primera vez el comportamiento notable de este líquido "perfecto" en 2005, y la comunidad de iones pesados ha estado explorando sus propiedades desde entonces. Curiosamente, el análisis de resultados de colisiones de protón-plomo e incluso protón-protón, como se informóLos experimentos LHC y RHIC han mostrado firmas similares de "flujo" colectivo que se encuentran en los sistemas más grandes. Estos estudios complementan otras formas en que los físicos están explorando las propiedades de la materia nuclear caliente, incluidas las mediciones de cómo los quarks de alta energía pierden energía a medida queatravesar el QGP y la desaparición de partículas que consisten en quarks y antiquarks pesados unidos, muchos de los cuales se muestran en los experimentos de ICHEP.
"Estos nuevos resultados demuestran que el estudio del plasma quark-gluon en colisiones de iones pesados tiene una relevancia más amplia de lo que se esperaba originalmente", dijo Jiangyong Jia, científico con una cita conjunta en Brookhaven Lab y Stony Brook University, que participa enlos programas RHIC y LHC.
Avances en informática
Además de abrir nuevas fronteras en la ciencia, las nuevas colisiones de alta energía en el LHC también han ampliado el rendimiento de la Red de Computación del LHC Mundial WLCG más allá de los registros anteriores, con más de 25 petabytes de datos almacenados y procesados desdea principios de año.La instalación de cómputo RHIC y ATLAS de Brookhaven Lab sirve como una instalación de computación de nivel 1 para ATLAS en los EE. UU., proporcionando una gran parte de los recursos informáticos generales para los colaboradores de los EE. UU.y distribuyendo datos experimentales de ATLAS y datos de los experimentos de RHIC entre científicos de todo el país y del mundo.Al desarrollar formas innovadoras para mantenerse al día con las demandas cada vez mayores de manejar datos LHC y RHIC, los científicos computacionales están mejorando y ampliando continuamente las capacidades paraEl beneficio de todos los esfuerzos científicos intensivos en datos.
La investigación de Brookhaven Lab en RHIC y el LHC cuenta con el apoyo en gran parte de la Oficina de Ciencia del DOE. RHIC es una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE para la investigación de física nuclear
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional Brookhaven . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cite esta página :