Esta semana se reúnen en Valencia los expertos mundiales en los llamados boosted objects, las partículas masivas altamente energéticas que produce el LHC. Las nuevas técnicas de detección que se plantean ayudarán a saber si el bosón recién descubierto en el gran acelerador es el Higgs, además de abrir nuevos caminos en la física más allá del modelo estándar.
El Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universidad de Valencia) organiza la cuarta edición de un congreso donde se reúnen expertos mundiales en el desarrollo de nuevos métodos de detección de partículas masivas altamente energéticas producidas en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), los denominados boosted objects.
Estos métodos abrirían una puerta a la búsqueda de 'nueva física' más allá del modelo estándar, además de utilizarse en la caracterización del bosón recién descubierto para saber si se trata del bosón de Higgs, la partícula resolvería el enigma del origen de la masa en el universo.
Un centenar de científicos debatirán sobre estos temas en el Centro Cultural Bancaja de Valencia durante BOOST2012, la cuarta edición de una serie de congresos que se inició en 2009 en SLAC (Stanford), y que ha seguido en Oxford (2010) y Princeton (2011).
Las partículas más masivas conocidas hasta ahora, los bosones W y Z (mediadoras de la interacción nuclear débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza) o el quark top (la más masiva de las partículas fundamentales que componen la materia), se han podido producir y observar en los grandes colisionadores (SPSS y Tevatron).
En la actualidad, los experimentos ATLAS y CMS del LHC, el mayor y más potente acelerador de partículas en funcionamiento en el mundo, ofrecen una posibilidad única para estudiar estas partículas masivas. Funcionando a 4 veces más energía que Tevatron, el LHC explora un territorio desconocido. Por primera vez se pueden crear partículas muy masivas con gran velocidad y en grandes cantidades.
Energía y masa están directamente relacionadas por la famosa ecuación de Einstein. Así, la energía que se imprime a las partículas que circulan por un acelerador como el LHC o el extinto Tevatron se puede transformar en materia. Por eso, se producen partículas mucho más masivas que las que ‘chocan’ (protones o electrones).
Para Marcel Vos, investigador Ramón y Cajal del IFIC responsable de la organización de BOOST2012, “el interés de estudiar la formación de este tipo de partículas es que apuntaría a la existencia de otras aún más pesadas en el inicio de su producción”, que se desintegrarían rápidamente en partículas conocidas y estables. Además, “la selección de sucesos con partículas masivas muy energéticas puede ayudar a determinar una de las propiedades fundamentales para saber si la nueva partícula es el bosón de Higgs predicho por la teoría o algo nuevo”.
El IFIC participa desde el comienzo en el desarrollo de nuevas técnicas experimentales para estudiar los boosted objects, concretamente aplicadas al estudio de los quark top altamente energéticos (boosted top). En BOOST2011 de Princeton, Miguel Villaplana, estudiante de doctorado del IFIC, presentó la primera observación de candidatos de quarks top tan energéticos que aparecen en el detector como un único chorro de partículas.
Actualmente el IFIC es uno de los institutos más activos en el grupo del experimento ATLAS que estudia los quark top. Una investigadora del centro, María José Costa, es coordinadora del grupo dedicado a la física del quark top en ATLAS.
Personalidades y charlas en BOOST2012
El congreso BOOST2012 reúne a físicos teóricos y experimentales, con sesiones donde se discute la producción de boosted objects y sobre los algoritmos para su selección y reconstrucción. Entre los participantes se encuentran Albert de Roeck, coordinador del estudio del bosón de Higgs en el experimento CMS.
También acudirá Jon Butterworth, famoso divulgador de la física de partículas mediante su blog en The Guardian e investigador en ATLAS. Representantes de los dos experimentos del LHC presentarán los resultados de su trabajo para poner a punto estas técnicas de análisis, así como los primeros resultados que emplean estas nuevas técnicas.
En el marco de BOOST2012, el miércoles 25 de julio, a partir de las 19h00 con entrada libre, se celebra en el Auditorio del Centro Cultural Bancaja la charla para el público El bosón de Higgs y el LHC: Historia de una búsqueda, donde expertos del IFIC explicarán en qué consiste el hallazgo de esta nueva partícula que podría ser el bosón de Higgs.
La charla consiste en un diálogo entre un físico teórico y un experimental que abarcará la historia de la búsqueda de esta partícula, que ha llevado a la comunidad científica los últimos 50 años y requirió la construcción del instrumento científico más grande y complejo del mundo, el LHC, para comprobar su existencia.
BOOST2012 cuenta con el apoyo del Centro Cultural Bancaja, de la Generalitat Valenciana, del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), del IFIC y de la Universidad de Heidelberg.
Este científico liderara a partir de 2026 el mayor laboratorio de física de partículas del mundo. Mark Thomson tendrá el reto de impulsar proyectos de enorme envergadura, como la posible construcción de un nuevo acelerador de casi 100 kilómetros de longitud, que transformaría el panorama de la física.
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