El LHC está de regreso
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El Gran Colisionador de Hadrones (LHC
por sus siglas en inglés) que es el acelerador de protones y de iones pesados
más potente del mundo, inició operaciones de nuevo.
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El 21 de mayo se registraron las
primeras colisiones de protón-protón a una energía record de 13 TeV.
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La comunidad científica internacional
esta ansiosa por conocer los resultados de los cuatro principales experimentos
del LHC durante la llamada corrida II, que culminará en 2017.
Durante el primer periodo de actividades del LHC (que terminó a principios de 2013), hubo dos
grandes descubrimientos. El primero consistió en que el experimento ALICE
reportó que en colisiones protón-protón de alta multiplicidad (en las que
producen hasta cien partículas) aparecen efectos parecidos a los observados en
colisiones de iones pesados y que se atribuyen a la
transición de fase de la materia hadrónica al plasma de quarks y gluones (QGP),
similar a la transición del H2O líquido - vapor. Este descubrimiento entra en la categoría
“desconocido-desconocido”, pues es completamente inesperado.
Por su parte, los experimentos ATLAS y
CMS anunciaron el descubrimiento de una partícula compatible con el Bosón de
Higgs del Modelo Estándar. Este es un descubrimiento que se clasifica como
“conocido-desconocido”, en el sentido de que su búsqueda era uno de los
objetivos del LHC.
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Primera
colisión protón-protón a 0.9 TeV de la corrida II del LHC registrada por ALICE
(cortesía de ALICE).
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Durante los dos años en los que el LHC estuvo
inactivo, el experimento ALICE continuó con su programa de física y por primera
vez, consideró al estudio de las colisiones de protones de alta multiplicidad
como una de sus prioridades. Investigadores del Instituto de Ciencias Nucleares
(ICN) y del Instituto de Física (IF) de la
UNAM participan activamente en esta tarea dentro del
experimento ALICE. Como ejemplo, el primer resultado del LHC en el que se
estudiaron las colisiones protón-protón en función de la multiplicidad se
desarrolló en nuestra Universidad y que se publicó en 2012.
El equipo de la UNAM propone y desarrolla ideas novedosas para
extraer información de los datos, un ejemplo es analizar las colisiones de
hadrones y de iones pesados usando técnicas similares a las que ayudaron a
descubrir al gluón en colisiones electrón-positrón. También tiene un papel de
liderazgo en las mediciones de la producción de hadrones ligeros y de
anti-materia en las colisiones de plomo y de protones.
En lo que
respecta al debate en torno al descubrimiento realizado en ALICE, el equipo de la UNAM ha propuesto una interpretación alternativa para explicar el efecto
en la que no se requiere de la formación de una mini sopa de quarks y gluones
en colisiones de hadrones, en vez de ello, son los choques múltiples entre
quarks y gluones (partones al interior del nucleón) los responsables de los efectos.
El segundo periodo de actividades del LHC ya ha iniciado y concluirá en 2017. El
equipo de la UNAM
está listo para recibir los nuevos datos y participar en la construcción del
conocimiento básico que permita entender el origen del ~98% de la masa que
conforma a la materia que nos rodea (el Higgs sólo explica el ~2% restante).
Esto requiere que se analice una muestra de datos tan grande como sea posible
con el objetivo de incrementar la precisión en las mediciones que se tienen
programadas. Como dato de referencia, durante las primeras semanas de la
corrida II, ALICE espera acumular
muestras de datos de colisiones pp y Pb-Pb (al doble de energía de la alcanzada en la corrida I) comparables con las que se
obtuvieron durante todo el año 2010.
El grupo
también esta activamente involucrado en otras dos actividades de importancia
vital para el futuro de ALICE. Una de ellas es la participación en
los sistemas de cómputo compartido para el procesamiento de datos, los nodos
GRID; donde ICN en conjunto con DGTIC (Dirección General de Cómputo y de
Tecnologías de Información y Comunicación) han puesto en operación uno de los
dos nodos para ALICE más grandes y activos de América. Ahora se esta trabajando
para formar un sistema de cómputo más complejo, de clase “Tier I”, con
capacidad de recibir, almacenar, y procesar los datos crudos del experimento.
Sistemas como estos hay pocos en el mundo y muestran el grado de confianza que
CERN ha depositado en la
UNAM. La segunda actividad tiene que ver con la actualización
de ALICE para la corrida III. IF trabaja en el detector FIT que será el
heredero del actual V0A que fue construido en territorio PUMA y que juega un
papel imprescindible en la toma de datos. Por su parte, ICN desarrolla un
instrumento de medición de corriente para el detector TPC, este es el principal
detector de rastreo e identificación de partículas de ALICE.
Sin duda alguna el LHC nos seguirá dando sorpresas y
mucho trabajo que disfrutamos intensamente en el día a día.
