Noticias desde Moriond

Moriond no existe, es sólo un nombre, el de una conferencia, la que se celebra todos los años a finales de febrero o principios de marzo en los Alpes, en concreto en La Thuille, una pequeña población de esquí en el norte de Italia, en la antigua Saboya, junto a la frontera con Francia. Es una de las conferencias importantes del campo, en donde los físicos de partículas presentan las últimas medidas y observaciones, y que en algunos casos, han mantenido en secreto, no sin dificultades, durante las semanas previas. ¿Quién creía que los físicos no disfrutamos con el espectáculo?

Belen Gavela, catedrática de la Universidad Autónoma de Madrid, y una de las físicas de mayor prestigio europeo, me comentaba, mientras subíamos en el ascensor del hotel Planibel donde estábamos alojados los asistentes a la conferencia, que estábamos todos como colgados (utilizó la palabra ‘high’ en inglés) con tantos resultados y no le faltaba razón. La conversación continuó en el rellano de la sexta plana, con un ‘Mira hoy por ejemplo, ¿Has visto los resultados sobre la búsqueda de materia oscura en CMS?’. Belén hacía referencia a la ponencia de S. Worm  sobre la búsqueda de sucesos con un único fotón o un único chorro de partículas en el experimento CMS del LHC. Los datos de un sólo año han sido suficientes para que CMS desbancase del mercado a experimentos que llevan años buscando las esquiva materia obscura. Y Belén añadía: ‘Pero han sido todos los días’

Todos o casi todos. El miércoles fue el gran día. Se iba a hablar de del bosón Higgs, aunque en Moriond, no se podía hablar sólo ‘de Higgs’. Nuestros colegas franceses, que son quienes organizan la conferencia desde los años 60, habían invitado para la ocasión al profesor Englert de la Universidad Libre de Bruxelas, que junto con R. Brout, publicó en el verano de 1964, unas semanas antes de que lo hiciera el profesor Higgs, un artículo en el que describían el mecanismo de rotura espontánea de simetría mediante un bosón, que todo el mundo conoce ahora como de Higgs, pero que durante la semana de Moriond, se llamó, más justamente, de Englert-Higgs o simplemente ‘escalar’, sin nombre propio. El profesor Englert dio muestras de estar en plenas facultades intelectuales a sus ochenta y algo años, y también físicas, pues nos recordó en escena que su bosón adquiría masa algo así como haciendo aerobic: arriba y abajo, adelante y atrás. Además de expectación había cierta inquietud. Ya conocíamos los resultados de ATLAS y de CMS sobre la búsqueda de bosón de Higgs, perdón, de Englert-Higgs, porque ambas colaboraciones los presentaron en un seminario conjunto el 13 de diciembre pasado en el CERN. Pero no sabíamos el resultado de los americanos, de las colaboraciones CDF y D0, de Laboratorio de Fermi, Illinois, EEUU, sobre la búsqueda del Higgs con todos sus datos y canales. “¿Lo habrían descubierto ellos antes? No, no podría ser… no tenían sensibilidad para ver un Higgs, ¿no?” Eso nos decíamos en el café antes de la presentación. Aquel día estaban en el auditorio los directores de los experimentos ATLAS y CMS, quienes querían saber de primera mano cuál era el resultado de los americanos. Y hubo algunas sorpresas. La primera: que CDF,D0 al igual que ATLAS y CMS observan un exceso de sucesos que podría ser una señal del bosón Englert-Higgs, y la segunda, que el exceso aunque significativo (2 sigmas en jerga de los físicos) no es suficiente para gritar “¡Lo vi primero!”. La ventana de masas desde la que puede asomarse el bosón Englert-Higgs es ahora diminuta 122-129 GeV, y todos los experimentos: ATLAS, CMS, CDF & D0, indican que está ahí… al alcance de los dedos. El ambiente de la reunión de la mañana quedo electrizado, como si todos estuviésemos en una sesión del espiritismo tan de moda en las primeras décadas del siglo XX, como si en la sala fuera a materializarse un fantasma, aquel ‘bosón’ que saliera de la mente del profesor Englert y Higgs 48 años atrás. Tendremos que esperar hasta el verano, o a más tardar hasta diciembre para poder afirma que esta ahí, pero como bien preguntase al auditorio el profesor Alain Blondel en la charla con la que clausuró la conferencia: ‘¿Quién se atreve a apostar en contra?’. Nadie lo hizo.

En el rellano de la sexta planta, Belén se refirió también a los resultados de mi experimento, el LHCb, que en parte presenté yo mismo, el lunes por la noche, antes de que el Director General del CERN, nos sorprendiera con una nota de prensa al respecto, a los pocos minutos de acabada mi ponencia. Belén negaba con la cabeza: ‘Los teóricos tenemos que cambiar de paradigma, ¡Tenemos que cambiar de paradigma!’. Mi experimento, el LHCb, busca nueva física en las desintegraciones de los mesones de belleza, que en el LHC se producen a centenares de miles por segundo, enormes cantidades donde buscar algunas extrañísimas, como la del mesón de belleza extraña a dos muones, que debería suceder tres veces en mil millones de veces. Lo interesante de este proceso es que el modelo teórico (modelo estándar) predice exactamente cuántas son, pero también que esta cantidad puede ser mucho mayor en el caso de que existan nuevas partículas ahora desconocidas. En la misma sesión de la tarde, un colega empezó su ponencia asegurando que el LHCb había roto los juguetes (de los teóricos)  de navidad, alguien replicó desde el público que más bien les habíamos robado la bicicleta nueva, otro dijo que lo habíamos matado todo… El siguiente ponente disertó sobre si hay nueva física en el sabor (en particular en los mesones bellos), en su última transparencia, había escrito un ‘No’ rotundo. Alguien le preguntó si había espacio para la nueva física y tras unos minutos de silencio dijo: ‘quizás… en la búsqueda a dos muones del mesón bello extraño, pero mejor, esperamos a la siguiente charla…’ (la mía, que versaba sobre ese tema). En ese momento,  la presidenta de la sesión hizo un receso para tomar café porque íbamos retrasados. Yo me sentía algo mal con la forma en la que se había tratado el asunto: romper juguetes, robar la bici, matar las posibilidades… todo sonaba demasiado negativo, así que empecé mi charla diciendo que sí, era cierto que todos soñamos con una bicicleta nueva, que tenga nuevos ‘gadgets’, que sea más ‘fancy’, pero que no podíamos olvidarnos que nuestra vieja bici (que ya tiene casi medio siglo) funcionaba perfectamente, perfectamente. Pero no pude evitar sentir que robé, rompí y maté los sueños de muchos teóricos al presentar los resultados de mi experimento en la búsqueda del bosón de belleza extraña a dos muones, y de cuyo análisis es en gran parte responsable y principal actor, Xabier Cid, estudiante de doctorado de la USC. Nuestra conclusión no admite recurso: No hay nuevas partículas (al menos hasta 200 veces la energía actual del LHC). Un reputado físico teórico dijo aquella misma noche, en su mano llevaba un vaso de licor ya casi vacío, que después de nuestro resultado estaba en estado de ‘shock’.

‘Y como si no tuviéramos bastante’, me decía Belen en el rellano, ‘¡Los chinos acaban de midir theta13!’. Aquella noticia cayó como un jarro de agua fría en la conferencia. Los propios organizadores se disculparon. No había ningún ponente sobre ese tema. Ellos  habían invitado a la colaboración de ‘Daya Bay’ para que presentase este resultado en Moriond sin éxito. La oscilación entre las distintas familias de neutrinos es hoy en día un hecho incontestable que costó 40 años probar. Estas oscilaciones se articulan mediante una matriz de rotación con tres ángulos. Dos de ellos se conocen desde hace unos años, faltaba el tercero, theta13. Si no hubiese sido por el tsunami del 11 de Marzo de 2011, que paralizo el acelerador JPARC en Japón, quizás hubiesen sido los japoneses los primeros en medirlo. O habrían sido los franceses no se hubiesen retrasado en la construcción de sus detectores en Chooz en el norte de Francia, junto a una central nuclear. O más bien si ésta hubiése tenido mayor potencia. La que tienen los seis reactores nucleares que hay en la central de ‘Daya Bay’ en el norte de China, junto a la costa. Sólo se han necesitado 55 días para medir theta13, su valor es 10º.

No nos faltan motivos para estar ‘colgados’ como decía Belen. Si theta13 es 10 grados ahora podemos estudiar si los neutrinos y los antinuetrinos oscilan igual y entender (quizás) por qué el Universo esta hecho de materia y no de antimateria. Para ello bastará con enviar un haz intensísimo de neutrinos desde, digamos el CERN, a un detector situado como a 2600 km, digamos, en algún lugar de Finlandia. ¡Pongámonos manos a la obra! Y si el bosón de Higgs, perdón, de Englert-Higgs, tiene una masa de 126 GeV, entonces tiene que desintegrarse, como predice el modelo estándar, a un buen número de partículas. ¡Construyamos entonces una máquina para estudiarlo! ¡Un colisionador de electrones y positrones en el mismo anillo donde esta ahora el LHC! ¡Quizás el Higgs se desintegre a la materia oscura!, ¡quizás haya más física detrás del Modelo Estándar! Es posible que la semana pasada muchos teóricos creyesen que les habíamos roto los juguetes, pero para los físicos experimentales se han abierto nuevas puertas por las que salir a explorar en este mundo misterioso de lo más pequeño.

Alain Blondel concluyó la conferencia con una transparencia en la que había escrito ‘Adoramos Moriond’ sobre una fotografía de las laderas nevadas de los Alpes, lo que produjo más de una risa. Porque, aunque no lo dije, las sesiones paran al mediodía, tiempo que algunos aprovechamos para esquiar. Blondel lo dejo claro: ‘por la física, adoramos Moriond, ¡por la física!’.

¿Y se habló de los neutrinos de Opera? Sí, claro, pero eso es material, como en otras ocasiones, para otra entrada que tendrá que esperar unos meses, los que necesitan nuestros colegas de Opera para realizar sus últimas comprobaciones.

Un martes y trece excepcional

El martes día 13 fue un día excepcional por dos motivos. El primero, en la Facultade de Físicas recibimos la visita de Sheldon Glashow, uno de los padres del modelo standard; y segundo, por la tarde, Fabiola Gianoti y Guido Tonelli, responsables de los experimentos ATLAS y CMS respectivamente, presentaron en un conferencia conjunta retrasmitida desde el CERN los últimos hallazgos sobre el bosón de Higgs.

Sheldon Glashow es un hombre alto, entró en la aula magna de la Facultad impecablemente vestido, con un americana negra. Es ya un anciano, tiene casi ochenta años, el pelo completamente cano, pero no aparenta su edad, ni físicamente, ni sobretodo, intelectuamente. Nos ofreció dos charlas, la primera, a la comunidad de la Facultad, profesores y estudiantes, y la segunda, al público, en el auditorio de NovaGalicia Banco. Y en ambas dio prueba de su lucided, de su capacidad de síntesis, de una memoria precisa, asi como de una corrección absoluta al responder a las preguntas. Algunas nada fáciles. Al final de la conferencia de la noche le preguntaron si era de esos físicos que se olvidan del mundo y sólo viven para sus cálculos. Antes de responder dirigió una mirada piadosa a su esposa que estaba sentada en primera fila del auditorio y contestó que en su vida hubo un antes y un después de conocerla, y que en el antes, sí, él se olvidaba incluso de cambiarse los calcetines. Pero también nos dijo que no fue un físico constante, que le tentaron los trabajos jugosos y fáciles, y que en aquella época, al contrario que ahora, las frutas maduras colgaban del árbol al alcance de la mano.

Durante la mañana, en la Facultad, Glashow presentó su refutación teórica de por qué los neutrinos no pueden ir más rápido que la luz. El artículo que escribió con Andrew G. Cohen apareció en el archivo electrónico días después del anuncio de OPERA. Glashow y Cohen aseguran que los neutrinos superlumínicos radian pares de electrón-positrón mediante un proceso similar a la luz Cherenkov, y al radiar pierden energía. Este proceso es similar al de un avión que cruza la barrera del sonido produciendo una onda de choque. Podemos buscar una analogía más sencilla en el avance de un pato en la superficie de un lago, que genera ondas que a su vez forman dos frentes rectos, en el que él, el pato, es el vértice. Según Glashow, la probabilidad de emisión de pares electrón-positrón depende de la energía del neutrino y de la desviación de su velocidad con respecto a la de la luz. Si el resultado de OPERA es cierto, debería producirse millones de pares electrón-positrón en su detector.

Glashow nos adelantó que los físicos de NOMAD, un antiguo experimento de búsqueda de oscilaciones neutrinos que operó en el CERN durante el final de la década de los 90, están re-analizando sus datos, y que por no ven señal de los pares electrón-positrón. También la colaboración ICARUS, que opera un bellísimo detector installado en en Laboratio del Gran Sasso, publicó en el archivo electrónico días después de que apareciese el artículo de Glashow y Cohen, la búsqueda de dichos pares en su detector. ICARUS y OPERA detectan los neutrinos del haz del CERN; pero ICARUS tiene capacidad de medir la energía de interacción de los neutrinos con mayor precisión que OPERA y ha encontrado que éstos tienen la misma energía que se espera tenían cuando salieron del CERN, y además, ICARUS no encuentra pares electrón-positron. Y esto, le permite establer una quota, de acuerdo con los cálculos de Glashow y Cohen, para la desviación de la velocidad de los neutrinos con respecto a la luz, similar a la que obtuvo Kamiokande-II con la llegada de los neutrinos de la supernova 1987A, de la que ya hablamos en la otra entrada de este blog.

Glashow está convencido que los neutrinos no son supralumínicos (llamó “bromistas” a nuestros colegas de OPERA), pero como buen físico, deja la última palabra al experimento, en particular a MINOS, que podría darnos la respuesta durante el próximo año, 2012. Tuvo un lugar para la reirse de sí mismo y de los físicos teóricos. Fue durante su última transparencia en la conferencia de la noche, ya visiblemente cansado, cuando presentó los sucesos que podrían soprendernos en el futuro; entre ellos estaba que efectivamente el neutrino fuera superlumínico, y de ser así, aventuró, muchos físicos teóricos se lanzarían por la ventana al vacío ¡tal sería su desperación!

El otro suceso del aquel día extraordinario fue la conferencia del Higgs que seguimos en la Facultad desde el Aula Magna. Glashow se sentó en una esquina, y seguió entre escéptico y adormilado la presentación. Pero esta es otra historia, y como tal, merece ser contada en otra entrada de este blog.

 

Neutrinos correcaminos

Nadie podía alcanzarle. El coyote se esforzaba en todos los episodios pero siempre sufría la misma humillación y caía derrotado ante el rapidísimo correcaminos, que para colmo no decía palabra, solo emitía un pitido ridículo al final de cada carrera. Esta era la trama, repetida hasta la saciedad, de una serie de dibujos animados de Looney Tunes de los años 50 y que nos sirve de hilo conductor de esta entrada para hablar de los neutrinos y la luz.

Hasta hace unas semanas, la Física Moderna tenía su particular correcaminos inalcanzable: el fotón, la luz. Ningún coyote avezado podía darle alcance. De entre todos, el que más podía aproximársele, era el neutrino, pero ni por esas. O eso creíamos, porque hace unas semanas, nuestros colegas del experimento OPERA, dijeron haber medido la velocidad de los neutrinos y que éstos son más rápidos que la luz. ¡Revolución!

El neutrino es una partícula particular (valga la redundancia). Puede decirse que es el niño travieso de la familia de las partículas elementales (por la de sustos que nos ha dado a lo largo del casi ya un siglo que sabemos de él). Su masa es ínfima, al menos medio millón de veces más pequeña que la siguiente partícula más ligera: el electrón. No sabemos su valor, pero sí que tiene masa. La Teoría de la Relatividad Especial de Einstein asegura que una partícula con masa nunca puede alcanzar la velocidad de la luz. Luego no sólo el coyote ha sobrepasado al correcaminos, si no que amenaza con poner boca abajo todo nuestro modelo teórico. Pero ¿es esto posible?

Del acelerador SPS del CERN (el mismo que alimenta al LHC) se extrae un haz de protones de 450 GeV, que se hacen chocar contra un blanco. En estas colisiones se producen hadrones, principalmente piones y kaones, que recorren un tunel de vacío de 1 km de longitud, en el que se desintegran a muones y su correspondiente neutrino muónico. Los muones se absorven en las roca mientras que los neutrinos avanzan sin desviarse en dirección al Gran Sasso, 730 km más allá, por el interior de la corteza terrestre. En su camino pasan bajo los Alpes, el Piamonte, la Toscana (bajo el Duomo de Florencia) hasta la región de Umbria donde esta el Laboratioro de Gran Sasso.

El neutrino es tan cool que atraviesa grandes distancias sin interaccionar con la materia, la Tierra entera, o incluso el Sol entero. Pero el flujo de los neutrinos que salen del CERN es tan inteso (la cantidad de ellos que atraviesan un cm2) que finalmente existe la posibilidad de que alguno de ellos interaccione con los nucleos de las 1.250 toneladas de plomo que forman OPERA. OPERA es un experimento que busca la confirmación directa de que una fracción de los neutrinos producidos en el CERN, que son del tipo muónico,  se transforman en tipo tauónico. Esta fenómeno, conocido como oscilación de los neutrinos, está ya confirmado indirectamente por otros experimentos. El detector de OPERA lo componen paredes alternadas de ladrillos de plomo y emulsiones, y planos centelleadores. Los ladrillos, 150.000 en total, son sandwiches de plomo (donde el nutrino tauónico interaccina) y emulsiones, una variedad de las antiguas placas fotográficas, donde queda registrata la trayectoria del tauón producido en la interacción del neutrino con el plomo o de sus hijas, ya que esta partícula apenas vive unos milímetros antes de desintegrarse, con una precisión de micras (una milésima de un milímetro). Se espera que un año de operación OPERA observe ¡dos interacciones de neutrinos tauónicos! El año pasado, 2010, en primavera, apareció la primera interacción que podría ser de un neutrino tauónico, ¡bingo! OPERA detecta sin embargo decenas de miles de interacciones de nuetrinos al año, no sólo dos, son las de los neutrinos muónicos que salieron del CERN y no se transformaron a tauónicos en su camino hasta el Gran Sasso. Son éstos los que han utilizado para realizar la medida de la velocidad de los neutrinos.

Nuestros colegas de OPERA han analizado los datos tomados durante 2009, 2010 y 2011. Se trata de una medida ‘clásica’, medir la distancia que separa OPERA del punto de producción de los protones del CERN, y del tiempo que media entre que éstos chocan con el blanco y el neutrino interacciona en OPERA. La medida ha sido posible gracias al uso del GPS de alta precisión. Así la distancia entre el CERN y OPERA se ha determinado con una precisión de 20 cm. Se ha utilizado también el GPS, junto a las medidas de los retardos ocasionados en la electrónica de lectura y los cables de transmisión de señales, para medir el tiempo. La precisión de su medida temporal es de 6 ns (¡un mil-millonésima de segundo!). En realidad no se conoce qué protón ocasionó el neutrino que interaccionó en OPERA, sólo se dispone de un perfil de probabilidad de en qué tiempo estaba cada protón. Nuestros colegas de OPERA comparan dicho perfil con la distribución del tiempo de los neutrinos que llegaron a su detector. Una vez realizadas todas las correcciones debidas a los retrasos de la electrónica y de los cables, y considerando que los neutrinos pudieran ir a la misma velocidad de la luz, las dos distribuciones son semejantes, se superponen, encajan… pero sólo si los neutrinos llegaron 60 ns antes de lo previsto ¡60 ns!. Traducidos en velocidad: los neutrinos viajan 2.5 cien milésimas más rápido que la luz.

¿Y ahora qué? La comunidad científica se ha mostrado escéptica, pero receptiva, ante este resultado. Ha habido diversas propuestas, tanto teóricas, como experimentales, principalmente para refutar los resultados. Algunas son más creibles que otras. Lo cierto es que experimentalmente nadie ha encontrado que haya un error en medida de OPERA. Es más, recientemente se ha repetido la experiencia, modificando la extracción de protones del SPS, para que éstos se sucedan en paquetes temporales más estrechos, y se ha obtenido el mismo resultado: los neutrinos coyote han superado al fotón correcaminos.

La comunidad, entre la que me encuentro, espera sin embargo una confirmación por parte de otro experimento distinto de OPERA. En el blanco esta MINOS, un detector de neutrinos, situado en la mina de Soudan, Minnesota, EEUU, también a 730 km de distancia del foco de los neutrinos, producidos en Laboratorio Nacional de Fermi,  en Illinois, EEUU. Este experimento busca igualmente las oscilaciones y está en condiciones de confirmar o refutar el resultado de OPERA en los próximos años. ¡Paciencia!

Así pues, nos disponemos a esperar con una parte del razón en vilo, porque otra parte, nos dice, ¡tan convencidos estamos!, que los neutrinos no van más rápido que la luz, que Einstein no pudo equivocarse, y que la gente de OPERA ha debido cometer un error, y su medida debe ser incorrecta.

Hay otra parte de esta historia que se escribió en 1987 en Kamioka, Japón. El 23 de febrero de 1987 llegaron a la Tierra la luz y los neutrinos producidos por la explosión de la supernova 1987-A, situada en la nebulosa de la Tarándula, y ocurrida hace 168.000 años luz. El detector Kamioknade-II observó la interacción de aquellos neutrinos, que llegaron con respecto a luz de acuerdo con las predicción de los modelos de la explosión de una supernova. El coyote y el correcaminos se persiguieron durante la friolera de 168.000 años luz, sin que en nada cambiase la trama de la serie: se volvió a escuchar el mismo pitido ridículo de victoria del correcaminos.

Los tiempos cambian y las series requieren ahora de mayores emociones. Este episodio todavía no ha acabado y quién sabe, quizás, sólo quizás, sepamos cual es sonido que emitirá el coyote si al final es él quien gana.

¿Pero dónde está?

El Higgs claro. Algunos periódicos repitieron hasta la saciedad de que se trataba de la partícula de Dios. Pero quizás sea excesivo: el Higgs es más bien el motor que hace funcionar ese coche fantástico que es el Modelo eStandar, el modelo donde se enmarcan las partículas conocidas y tres de las cuatro fuerzas que se ejercen entre ellas (solo queda fuera la gravedad). El Modelo eStandar es un coche que funciona a la perfección, nunca ha fallado. Todas las medidas realizadas hasta la fecha concuerdan con sus predicciones y eso que algunas de ellas son asombrosamente complejas (¡y ciertas!). Pero, el Higgs, ¿dónde esta?

Hace ya más de un año desde que el Gran Acelerador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) se puso en marcha. En este tiempo las colisiones entre protones exceden lo imaginable, 40 millones por segundo, y en alguna de ellas debería estar… el Higgs. A lo largo del año se fueron sucediendo los rumores y a mediados de julio, el Director General del CERN, anunció que pronto habría noticias importantes. Fue a final del verano cuando los dos grandes experimentos, ATLAS y CMS, presentaron los resultados de la búsqueda del Higgs en dos conferencias, la organizada por la Sociedad Europa de Física (EPS) en Grenoble, Francia y en “leptón-fotón” en Mumbai, India. Comentaré a continuación sus conclusiones.

La búsqueda del Higgs no es sencilla. El Higgs vive un suspiro y se desintegra a otras partículas, a las que llamamos hijas, su descendencia. El Modelo eStandar predice exactamente cómo se desintegra y con qué probabilidad lo hace, pero no predice su masa. Y dependiendo de ésta, la descendencia es distinta. Así pues, no hay una sola búsqueda, sino muchas. Y la búsqueda no es sencilla, porque entre los millones de colisiones, a veces, por azar o por que existen interacciones, se dan combinaciones de partículas que imitan a la desintegración del Higgs. Hay por lo tanto que purgar los sucesos hasta encontrar una señal genuina. Se trata que buscar una aguja en un pajar. En castellano diríamos que es “tarea de chinos”, más bien es tarea de físicos.

Sabíamos ya muchas cosas del Higgs antes de los resultados de este verano. La primera que su masa es superior a 114 GeV/c2 (la unidad de masa que utilizamos es el eV/c2, el protón tiene una masa de  938 MeV/c2, así el Higgs tiene que pesar al menos 121 veces más que el protón). Este límite se obtuvo a partir de las colisiones del acelerador electrón-positrón (LEP) que estuvo operativo en el CERN hasta el año 2000. Por otro lado sabemos que la masa del Higgs no debe ser mucho mayor de ese valor, porque de serlo, algunas de las medidas actuales empezarían a estar en desacuerdo con la predicciones del Modelo eStandar. Así pues esperamos que el Higgs esté probablemente entre 114-200 GeV/c2.

Higgs_searches_0811

¿Y qué se ha encontrado? El resultado de todas estas búsquedas se resume en el gráfico adjunto (ver enlace). Son dos: corresponden a los resultados del experimento CMS (a la izquierda) y ATLAS (a la derecha). En el eje x está la escala de masas del Higgs. En el eje y hay una línea horizontal a la altura de la unidad. La curva importante, los resultados observados, es la curva negra que dibuja un perfil quebrado. Si queda por debajo de la línea horizontal significa que el Higgs está excluido (no existe) en esas regiones de masa con un probabilidad del 95%. La curva empieza (a la izquierda) por encima de la unidad, luego desciende en torno a 150 GeV/c2, tiene dos repuntes que apenas sobrepasan la línea horizontal y finalmente remonta a partir de 480 GeV/c2. Así pues, podemos decir que al 95% de confianza que el Higss no existe (salvo unas ventanas diminutas) entre 150 GeV/c2 y 480 GeV/c2. Lo más seguro es que el Higgs se esconda en rango de masas de 114-150 GeV/c2, justo en la región donde es más difícil encontrarle. Y si está allí ¿cuánto nos costará encontrarlo? En los gráficos aparece también la cantidad de colisiones estudiadas (1-2.3 fb-1), seguramente este invierno o a más tarde el próximo verano dicha cantidad será 10 veces mayor, suficiente para saber si el Higgs no está allí.

Hasta ahora el Modelo eStandar no ha fallado en ninguna ocasión, pero a los físicos empieza a recorrernos un escalofrío al pensar: ¿Y si no está? Enseguida nos decimos, para tranquilizarnos, que tiene que estar: ¡este coche fantástico necesita un motor! ¡no puede funcionar sin motor! Pero… ¿acaso no es un coche fantástico? ¿no puede ser que el motor sea… otro?

Computación GRID

Los experimentos que se realizan en los modernos aceleradores de partículas, como el LHC del CERN, producen una enorme cantidad de datos que los físicos tienen que analizar. Tanto para el almacenamiento electrónico de esos datos, como para su posterior análisis y procesado, se necesitan unos recursos de computación que exceden la capacidad de los centros de cálculo convencionales. Es por ello que en los últimos años se han desarrollado diversas tecnologías de software que permiten la utilización homogénea de recursos distribuídos geográficamente por todo el munto. Se les ha llamado tecnologías de computación GRID, poniendo en su denominación el vocablo inglés (GRID) que hace usualmente referencia a la red eléctrica. No es una referencia casual: igual que obtenemos potencia enchufándonos a la red eléctrica sin importarnos donde se genera, se pretende que uno pueda enchufarse al GRID para obtener potencia de cálculo de un modo transparente sin que nos importe dónde están los servidores de computación.

La World Wide Web fue desarrollada en 1989 en el CERN para proporcionar un método de compartir información y documentos de un modo sencillo, ágil y transparente. No importa dónde esté la máquina, ni qué sistema operativo la hace funcionar, ni cuáles son los usuarios acreditados para el acceso local al sistema. La invención de la www permite el acceso a información distribuida por todo el planeta sin que nos importen esos detalles internos. Un paso más alla de la web es el sistema GRID, en el que lo que se distribuye no es meramente información, sino potencia de cálculo.

En la actualidad las tecnologías de computación GRID son usadas predominantemente por la comunidad científica, aunque la maduración y mayor desarrollo de la tecnología la hará probablemente atractiva para otras aplicaciones tecnológicas e industriales.

La potencia de cálculo que el experimento LHCb del CERN necesita se organiza en centros de distintas categorías o niveles (Tier’s). El Tier-0 está en el propio CERN y se encarga del almacenamiento y primer procesado de los datos recolectados en LHCb. Una copia de esos datos se distribuye a una serie de centros nacionales de primer nivel (Tier-1), donde también se guardan y procesan. Otro conjunto más numeroso de centros regionales o de segundo nivel (Tier-2) se encarga, en el caso de LHCb, de realizar predominantemente simulaciones Montecarlo de los detectores y procesos físicos que tienen lugar en el experimento. Hay todavía un tercer nivel, Tier-3, donde los físicos hacen el análisis final más depurado de los datos filtrados.

En la fotografía adjunta se puede apreciar una vista parcial del Tier-2 que tenemos instalado en el campus de la Universidad de Santiago de Compostela. En la actualidad disponemos de unos 70 servidores en funcionamiento, totalizando más de 300 procesadores (cores, en realidad) con los que contribuimos al suministro de potencia de cálculo para LHCb. En los próximos dos meses prevemos aumentar el centro para ofrecer otros 480 cores más, aproximadamente.

Vista parcial del Centro de Cálculo GRID en la USC

El Vídeo del LHCb

Queremos empezar con este blog contando quienes somos y lo que hacemos. Para eso que mejor que enseñaros el último vídeo del LHCb en el cual tanto esfuerzo hemos dedicado tanto en su construcción y mantenimiento como en el análisis de los datos obtenidos.

El idioma del vídeo es inglés pero tiene subtítulos en gallego, castellano y catalán, entre otros.

Esperamos vuestros comentarios, preguntas, sugerencias y lo que querais!!!