Nuestro pa铆s buscar铆a participar del dise帽o y construcci贸n de uno de los instrumentos del experimento ATLAS, que es el detector mejor posicionado para encontrar el bos贸n de Higgs, la 煤nica part铆cula del Modelo Est谩ndar que no ha sido aun observada experimentalmente en la com煤nmente llamada M谩quina de Dios.
Foto: blog.argatea.com.ar
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ubicado en la frontera franco-suiza y sus detectores han permitido que los cient铆ficos pudieran realizar grandes descubrimientos, si bien otros hallazgos quedan pendientes y ser谩 m谩s probable alcanzarlos en la medida en que sus instrumentos se sigan perfeccionando.
En este sentido, con el af谩n de superar la frontera tecnol贸gica actual, nuestro pa铆s podr铆a participar en las mejoras para uno de los instrumentos del experimento ATLAS, que es el conjunto de detectores m谩s importante para buscar al bos贸n de Higgs, la part铆cula elemental que aun no ha sido comprobada experimentalmente, aun cuando las teor铆as indican que debe existir.
La doctora Mar铆a Teresa Dova, coordinadora del grupo de investigaci贸n platense en el detector ATLAS y tambi茅n vocera argentina ante la colaboraci贸n internacional de este experimento, present贸 este proyecto que, de concretarse, ser铆a otro paso para que Argentina se posicione, aun mejor, entre los pa铆ses que est谩n a la vanguardia del avance del conocimiento a escala global.
En di谩logo con la Agencia CTyS, la doctora Dova explic贸 que este instrumento ser铆a un subdetector de luminosidad, un par谩metro que permite determinar el n煤mero de colisiones entre protones que son de inter茅s f铆sico, para la b煤squeda del bos贸n de Higgs o de part铆culas predichas en modelos de nueva f铆sica, por ejemplo.
鈥淒ebido a que el detector de luminosidad se ubica muy cerca de los haces en el colisionador, sufre mucho el da帽o por radiaci贸n y esto motiva la necesidad de cambiarlo y mejorarlo, cada cuatro a帽os aproximadamente, y como la ciencia avanza a pasos agigantados, la intenci贸n es que su reemplazante lo supere en tecnolog铆a y eficiencia鈥, relat贸 la cient铆fica del CONICET.
La actualizaci贸n de este detector de luminosidad est谩 siendo evaluada por los jefes e investigadores de ATLAS. De all铆 que el grupo de La Plata, coordinado por Teresa Dova, junto con sus pares de ATLAS en la Universidad de Bologna, han presentado un proyecto al Ministerio de Ciencia, Tecnolog铆a e Innovaci贸n Productiva para que Argentina pueda colaborar con el desarrollo de la pr贸xima versi贸n de este instrumento.
ATLAS: una catedral para la Ciencia
Foto: www.psychedelic.com.ar
La investigadora Teresa Dova describi贸 que el detector ATLAS tiene el tama帽o de un edificio de 5 pisos, con 45 metros de largo y 25 metros de alto, y un peso cercano a las 7000 toneladas.
Los cient铆ficos que trabajan en la European Organization for Nuclear Researche (CERN) suelen mencionar a ATLAS como una catedral, la cual cuenta con una serie de subdetectores en forma de cilindros conc茅ntricos de tama帽os crecientes que rodean el punto de interacci贸n, donde colisionan los haces de protones.
Su estructura se divide en cuatro partes principales: el Detector Interno, los Calor铆metros, el Espectr贸metro de Muones y el sistema de imanes externos, que son tambi茅n superconductores del tipo de los que se utilizan en el acelerador. Cada parte se subdivide a su vez en m谩s capas, en tanto que los detectores son complementarios y permiten captar los diferentes tipos de part铆culas generadas en la colisi贸n.
鈥淯nos detectores miden el impulso que llevan las part铆culas; otros, la energ铆a, por ejemplo; otros, la trayectoria que 茅stas realizaron鈥, relat贸 Dova. Y agreg贸: 鈥淯no de los m谩s pr贸ximos a la l铆nea de haz de los protones del LHC es el que mide la luminosidad que se produce, que es un par谩metro extremadamente importante para los estudios de la f铆sica y la b煤squeda del bos贸n de Higgs鈥.
Un nuevo detector de luminosidad se encuentra entre las mejoras que se planifican incorporar dentro de dos a帽os, cuando el LHC estar谩 desarrollando todo su potencial de dise帽o, al lograr que los protones alcancen una energ铆a de colisi贸n en el centro de masa de 14 TeV, que es el doble de lo que se logra hoy. En consideraci贸n de la posibilidad de contribuir en el dise帽o y construcci贸n de esta actualizaci贸n, la doctora Dova indic贸 que 鈥渟er铆a important铆simo aportar con tecnolog铆a hecha en Argentina鈥.
Durante la reuni贸n que mantuvieron hace semanas el ministro de Ciencia, Tecnolog铆a e Innovaci贸n Productiva Lino Bara帽ao y el director del CERN, Rolf Heuer, se acord贸 incrementar la participaci贸n del pa铆s en la denominada M谩quina de Dios. En dicho encuentro, tambi茅n estuvo presente Mar铆a Teresa Dova y el doctor Ricardo Piegaia, que dirige a los cient铆ficos de la UBA que tambi茅n trabajan en el experimento ATLAS.
Queda definir si Argentina contribuir谩 o no al desarrollo de este detector de luminosidad. Por lo pronto, la investigadora Dova observ贸 a la Agencia CTyS que 鈥渓a visita del ministro Bara帽ao al CERN represent贸 un gran apoyo a la posibilidad de que se pueda contribuir al desarrollo de este detector en el pa铆s鈥.
鈥淪er铆a muy valioso lograrlo, porque de este proyecto participan cerca de 2000 investigadores de todo el mundo y es como una gran vidriera y todo lo que est谩 all铆 se ubica en la frontera de la tecnolog铆a鈥, agreg贸 la investigadora.
La Plata en el canal de Oro
La doctora Teresa Dova explic贸 c贸mo se llega a interpretar la existencia del bos贸n de Higgs: 鈥淓l llamado Modelo Est谩ndar que describe las part铆culas elementales y sus interacciones est谩 muy comprobado, pero a煤n no es claro c贸mo obtienen masa las part铆culas fundamentales鈥.
En este sentido, la especialista agreg贸 que 鈥渆ste modelo construido sobre elegantes teor铆as, basadas en consideraciones de simetr铆a, requiere, para preservar la consistencia matem谩tica, del llamado mecanismo de Higgs, que propone la existencia de una part铆cula, que se denomina justamente el bos贸n de Higgs, y es la que buscamos en estos experimentos鈥.
El equipo de investigadores de La Plata, dirigido por Dova, trabaja en el denominado canal de oro para la b煤squeda del Higgs. 鈥淪e lo llama as铆 porque se estima que es el canal con mayor probabilidad de poder encontrar esta part铆cula elemental鈥, aclar贸 la tambi茅n vocera local ante la colaboraci贸n internacional del experimento ATLAS.
El bos贸n de Higgs parece manifestarse con distintas part铆culas en estado final y se lo sigue buscando en varios canales, a trav茅s de diversos rangos de energ铆as y detectores. 鈥淗ay grupos de investigaci贸n de todas partes del mundo trabajando en los canales para el descubrimiento del Higgs y nosotros tenemos un rol protag贸nico en el canal en el que se presume que, m谩s probablemente, puede aparecer鈥, remarc贸.
La especialista indic贸 que, en un par de a帽os, cuando el acelerador de part铆culas alcance su potencia de dise帽o (14 TeV en el centro de masa de los protones), aumentar谩n las posibilidades de detecci贸n, 鈥渁unque, con los 7 TeV alcanzado actualmente, ya hemos re-descubierto la mayor铆a de las part铆culas elementales y hemos borrado toda una regi贸n enorme donde ya sabemos que el bos贸n de Higgs no estar铆a, lo que nos facilita la b煤squeda a futuro鈥.
Selecci贸n de las mejores colisiones de hadrones
En el LHC se producen unas 1000 millones de colisiones por segundo entre protones que avanzan en direcciones opuestas por el viaducto de 27 kil贸metros, con una energ铆a por haz de 3.5 TeV. En tanto, la funci贸n de los detectores es actuar como una c谩mara fotogr谩fica y capturar cada uno de esos eventos.
Sin embargo, la tecnolog铆a de almacenamiento permite guardar solamente 200 eventos por segundo, que no es poco, pero implica el desaf铆o de realizar una selecci贸n de las colisiones m谩s significativas, en solo microsegundos.
Dentro del detector ATLAS, el grupo de La Plata tiene parte de sus responsabilidades en seleccionar eventos, particularmente con fotones y electrones. En estos datos que se seleccionan tan rigurosamente entre millones es que se podr铆a descubrir la part铆cula de Higgs o las part铆culas supersim茅tricas, o algo totalmente inesperado.
El detector debe decidir qu茅 im谩genes guarda. 鈥淪on extremadamente complejos los algoritmos que se manejan para que el sistema sepa, en tan corto tiempo, cu谩les son las colisiones que contienen la f铆sica que nos interesa seg煤n los objetivos de la investigaci贸n鈥, coment贸 Dova.
El experimento ATLAS conforma uno de los dos grandes detectores del acelerador, y en ATLAS hay dos grupos argentinos trabajando, uno de ellos a cargo de Mar铆a Teresa Dova y el otro bajo la direcci贸n del doctor Ricardo Piegaia.
En total, son una quincena de investigadores del CONICET. Parte del men煤 de especialistas que lleva a cabo el grupo de La Plata en ATLAS incluye el an谩lisis para el descubrimiento del Higgs en su desintegraci贸n a dos fotones, que es llamado el 鈥渃anal de oro鈥.
Tambi茅n se estudian y analizan procesos para el descubrimiento de gravitones que son predichos en modelos con dimensiones extras y que se producir铆an en el rango de energ铆a de LHC.
Adem谩s, se realizan investigaciones tendientes a determinar la subestructura del prot贸n que permitir谩 entender, en una regi贸n de energ铆a jam谩s antes estudiada, la estructura m谩s profunda de la materia.
Tambi茅n, con un grupo de estudiantes que se acaba de incorporar, comenzaron a indagar en la b煤squeda de part铆culas supersim茅tricas.
En palabras de la doctora Dova 鈥渓a supersimetr铆a es una teor铆a muy elegante para responder a las preguntas que deja abiertas el modelo est谩ndar. Y estas part铆culas que no han sido vistas hasta el presente podr铆an manifestarse tambi茅n en la regi贸n de energ铆a que estudiamos en el LHC鈥.
Hay toda una pol铆tica sobre c贸mo se anuncian los descubrimientos que se realizan en la denominada Maquina de Dios. En principio, siempre los notifica el CERN, pero, antes, cualquier dato observado por los investigadores del ATLAS debe estar corroborado por los cient铆ficos que operan en el detector CMS.
Debe haber una validaci贸n rec铆proca. La vocera argentina frente a ATLAS afirm贸 que 鈥渟i un evento es observado por un detector, el otro tambi茅n debe registrarlo. ATLAS y CMS, ubicados en posiciones diametralmente opuestas, poseen distintos dise帽os, pero tienen un mismo objetivo鈥.
Mientras el acelerador est谩 en funcionamiento, los cient铆ficos no pueden descender a detectores -siendo que todo el sistema est谩 a unos 100 metros bajo tierra-, porque los campos magn茅ticos son enormes e incluso hay radiaci贸n.
El LHC debe ser detenido durante algunos d铆as para, luego, poder descender. En esas etapas es que se hacen las reparaciones y, entre otras cosas, se pueden cambiar o calibrar los detectores, los cuales pueden llegar a pesar hasta 100 toneladas y estar alineados milim茅tricamente.
Fuente: CTyS
http://www.ctys.com.ar/index.php?idPage=20&idArticulo=1309
