Category Archives: CDF experiment

Científicos del LHC y Tevatron anuncian su primer resultado conjunto

Los científicos de los aceleradores de partículas más potentes del mundo, el ya extinto Tevatron (Fermilab, EE.UU.) y el LHC (CERN, Suiza), han unido sus fuerzas, combinado sus datos y producido su primer resultado conjunto. Los investigadores de los cuatro experimentos (ATLAS y CMS del LHC, CDF y DZero de Tevatron) anunciaron ayer en el marco de la conferencia internacional de Moriond (Italia) el considerado mejor valor para la masa del quark top.

This graphic shows the four individual top quark mass measurements published by the ATLAS, CDF, CMS and DZero collaborations, together with the most precise measurement obtained in a joint analysis

This graphic shows the four individual top quark mass measurements published by the ATLAS, CDF, CMS and DZero collaborations, together with the most precise measurement obtained in a joint analysis

Los cuatro experimentos reunieron su poder de análisis de datos para llegar al mejor valor para la masa del quark top, estimada ahora en 173,34 ± 0,76 GeV/c2. Tevatron y LHC son los únicos experimentos en física de partículas del mundo capaces de producir el quark top, la más pesada de las partículas elementales. La enorme masa del quark top, más de 100 veces la del protón, lo convierte en una de las herramientas más importantes para los físicos en su búsqueda para entender la naturaleza del universo.

La nueva medida del valor de la masa del quark top permitirá a los científicos realizar más pruebas con el modelo matemático que describe las conexiones cuánticas entre el quark top, la partícula de Higgs y el portador de la fuerza electrodébil, el bosón W. Los físicos teóricos explorarán cómo este nuevo y más preciso valor cambiará las predicciones sobre la estabilidad del campo de Higgs y sus efectos en la evolución del universo. Además, permitirá a los científicos buscar incoherencias en el Modelo Estándar de Física de Partículas, así como buscar indicios de nueva física.

“El resultado combinado de los datos del CERN y Fermilab para alcanzar la masa más precisa del top quark es un gran ejemplo de la colaboración internacional que se realiza en nuestro campo”, dijo el director de Fermilab, Nigel Lockyer. Por su parte, para el director general del CERN, Rolf Heuer, “la competencia entre colaboraciones experimentales y laboratorios nos estimula, pero una colaboración como esta apuntala el esfuerzo global de la física de partículas, y es esencial en el avance de nuestro conocimiento del universo en el que vivimos”.

Más de seis mil científicos de más de 50 países participan en las cuatro colaboraciones internacionales, con una importante participación española en todas ellas. Los experimentos CDF y DZero descubrieron el quark top en 1995, y el Tevatron produjo alrededor de 300.000 quarks top en sus 25 años de vida, finalizada en 2011. Desde su puesta en marcha en 2009, el LHC ha producido cerca de 18 millones de quarks top, convirtiéndose en la mayor factoría del mundo en la producción de esta partícula.

http://www.i-cpan.es

http://home.web.cern.ch/about/updates/2014/03/lhc-and-tevatron-scientists-announce-first-joint-result

http://press.web.cern.ch/press-releases/2014/03/international-team-lhc-and-tevatron-scientists-announces-first-joint-result

http://arxiv.org/abs/1403.4427

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Científicos de Tevatron completan el puzle del quark top

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Científicos de los experimentos CDF y DZero del acelerador de partículas Tevatron (cercano a Chicago, EE.UU., cerrado desde 2011) han detectado un nuevo modo de producción del quark top, la más pesada de las partículas elementales que componen los protones y neutrones del núcleo atómico. Esta nueva forma de producir el quark top es la más infrecuente, y completa las predicciones establecidas en el Modelo Estándar de Física de Partículas para la producción del último quark descubierto, hace casi 20 años también en Tevatron. Científicos del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) y el CIEMAT han participado en los experimentos de Tevatron.

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Fermilab accelerator complex starts up after long shutdown

This article appeared in Fermilab Today on Aug. 8, 2013.

Bill Dymond (foreground) and Paul Schild, AD, work on one of the new 53-MHz cavities for the Recycler upgrade. Photo: Denton Morris, AD

Bill Dymond (foreground) and Paul Schild, AD, work on one of the new 53-MHz cavities for the Recycler upgrade. Photo: Denton Morris, Fermilab Accelerator Division

A beam of protons whizzed through the Main Injector for the first time in over a year on July 30, representing a major milestone in the year-long process of overhauling the Fermilab accelerator complex. The upgrade will eventually culminate in an accelerator with double the power it had previously.

“The shutdown has been challenging, and we all look forward to returning to beam operations and providing beam to the experiments,” said Dave Capista, an engineering physicist in the Accelerator Division. “It is exciting for us to see the results of our hard work.”

The upgraded accelerator complex will push the laboratory’s Intensity Frontier program forward, ultimately delivering high-intensity beams efficiently to the many current experiments that use it and to the future Muon g-2 and Mu2e experiments.

Upgrading the complex requires an elaborate choreography of four main pieces: the Linac, the Booster, the Recycler and the Main Injector. Prior to the 2012 shutdown, the Main Injector and Recycler operated mostly independently. The primary change in the new system is the ability to move beam manipulation functions out of the Main Injector and into the Recycler, allowing the two to coordinate operations to deliver more beam in less time, resulting in more powerful beams.

Now that the Main Injector has seen beam, the laboratory will begin gradually ramping up accelerator operations.

With the Main Injector now operational, it can send low-intensity beam to the NuMI target and the Switchyard so experiments such as NOvA and SeaQuest can begin to commission their equipment. Within a few weeks, the Accelerator Division hopes to begin running beam through the Recycler so commissioning can begin there as well.

“Once you have all the equipment functioning and doing its job, then it’s a case of sitting down and doing the tuning and understanding how the machine behaves,” said Phil Adamson, a scientist in the Main Injector Department. “It’ll be a fun period. There are a lot of systems, so there are a lot of things to do. It will take time.”

Although the Recycler isn’t operational yet, in the coming months the Accelerator Division will begin running beam through it and hope to have the Recycler and Main Injector working together by the end of the year. Ultimately, the Fermilab accelerator will deliver beams of up to 700 kilowatts, instead of the current maximum of 350.

“It’s simply about trying to deliver as much as we can to all the customers that we have,” said Duane Newhart, deputy department head of the Operations Department. “We have a lot. And we hope to have more.”

As the beam is ramped up to greater intensities, the Accelerator Division will monitor how the machines handle it and make adjustments as it goes along.

“When you get to the highest intensities, that’s where you find all the edges,” Adamson said. “At the lower intensities everything works fairly easily, but when you start pushing intensity as high as you can go, all the interesting features start to show up.”

Fermilab will celebrate the restart of the accelerator complex in the fall.

Laura Dattaro

http://www.quantumdiaries.org

http://www.fnal.gov/pub/today/archive/archive_2013/today13-08-07.html

El Higgs sugiere un universo metaestable

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Según algunos estudios un Higgs de 126 GeV/c2 daría lugar a un universo metaestable.

 

http://myfileshared.com.es/videos/15/boson-de-higgs-1

http://myfileshared.com.es/videos/16/boson-de-higgs-2

Los últimos resultados publicados por el CERN parecen confirmar la existencia del bosón de Higgs, cuyo descubrimiento se anunció hace unos meses. El Higgs descubierto tiene una masa de 126 GeV/c2. Sin embargo, no se descarta que existan otros bosones de Higgs más pesados. Incluso a la energía a la que ha operado el LHC se podrían crear esas versiones más pesadas del Higgs, pero la estadística no es buena de momento. Una vez se actualice este acelerador y opere a mayor energía quizás se puedan descubrir esas partículas, o no.

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Fisica Cuántica

En física, la mecánica cuántica (conocida también como mecánica ondulatoria en alguna de sus interpretaciones) es una de las ramas principales de la física que explica el comportamiento de la materia y de la energía. Su campo de aplicación pretende ser universal (salvando las dificultades), pero es en el mundo de lo pequeño donde sus predicciones divergen radicalmente de la llamada física clásica.

De forma específica, se considera también mecánica cuántica, a la parte de ella misma que no incorpora la relatividad en su formalismo, tan sólo como añadido mediante teoría de perturbaciones. La parte de la mecánica cuántica que sí incorpora elementos relativistas de manera formal y con diversos problemas, es la mecánica cuántica relativista o ya, de forma más exacta y potente, la teoría cuántica de campos (que incluye a su vez a la electrodinámica cuántica, cromodinámica y teoría electrodébil dentro del modelo estándar) y más generalmente, la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvo. La única interacción que no se ha podido cuántificar ha sido la interacción gravitatoria. 
La mecánica cuántica es la base de los estudios del átomo, los núcleos y las partículas elementales (siendo ya necesario el tratamiento relativista) pero también en teoría de la información, criptografía y química.

La mecánica cuántica es la última de las grandes ramas de la física. Comienza a principios del siglo XX, en el momento en que dos de las teorías que intentaban explicar lo que nos rodea, la ley de gravitación universal y la teoría electromagnética clásica, se volvían insuficientes para explicar ciertos fenómenos. La teoría electromagnética generaba un problema cuando intentaba explicar la emisión de radiación de cualquier objeto en equilibrio, llamada radiación térmica, que es la que proviene de la vibración microscópica de las partículas que lo componen. Pues bien, usando las ecuaciones de la electrodinámica clásica, la energía que emitía esta radiación térmica daba infinito si se suman todas las frecuencias que emitía el objeto, con ilógico resultado para los físicos.
Es en el seno de la mecánica estadística donde nacen las ideas cuánticas en 1900. Louis de Broglie propuso que cada partícula material tiene una longitud de onda, asociada inversamente proporcional a su masa, (le llamó momentum), y dada por su velocidad. Al físico Max Planck se le ocurrió un truco matemático: que si en el proceso aritmético se sustituía la integral de esas frecuencias por una suma no continua se dejaba de obtener un infinito como resultado, con lo que eliminaba el problema y, además, el resultado obtenido concordaba con lo que después era medido. Fue Max Planck quién entonces enunció la hipótesis de que la radiación electromagnética es absorbida y emitida por la materia en forma de cuantos de luz o fotones de energía mediante una constante estadística, que se denominó constante de Planck. Su historia es inherente al siglo XX, ya que la primera formulación cuántica de un fenómeno fue dada a conocer el 14 de diciembre de 1900 en una sesión de la Sociedad Física de la Academia de Ciencias de Berlín por el científico alemán Max Planck.

La idea de Planck hubiera quedado muchos años sólo como hipótesis si Albert Einstein no la hubiera retomado, proponiendo que la luz, en ciertas circunstancias, se comporta como partículas independientes de energía (los cuantos de luz o fotones). Fue Albert Einstein quién completó en 1905 las correspondientes leyes de movimiento con lo que se conoce como teoría especial de la relatividad, demostrando que el electromagnetismo era una teoría esencialmente no mecánica. Culminaba así lo que se ha dado en llamar física clásica, es decir, la física no-cuántica. Usó este punto de vista llamado por él “heurístico”, para desarrollar su teoría del efecto fotoeléctrico. Publicó esta hipótesis en 1905 y le valió el Premio Nobel de 1921. Esta hipótesis fue aplicada también para proponer una teoría sobre el calor específico, es decir la que resuelve cual es la cantidad de calor necesaria para aumentar en una unidad la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo.

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¿ Después del bosón de Higgs?

“¿Por qué se emocionó la gente con la relatividad de Einstein, cuando yo era un niño, allá por los años treinta? ¿Por qué la gente adora las buenas fotos de Saturno? ¿Por qué tantas personas se preocuparon tanto cuando Plutón fue degradado como planeta? ¿Por qué fascina la materia oscura y la energía oscura del universo?”, comenta el premio Nobel de Física Sheldon Lee Glashow al plantearse la repentina popularidad, todo un exitazo mundial, de una nueva partícula elemental, minúscula, pero esencial para comprender de qué estamos hechos, bautizada con el extraño nombre de bosón de Higgs y recién descubierta, o casi. El hallazgo, anunciado el pasado 4 de julio en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra, culmina más de medio siglo de búsqueda científica con enormes esfuerzos de investigación en el mayor complejo de máquinas de experimentación científica que se ha construido jamás. Y ahora ¿Qué hay después Higgs? ¿Qué nuevos fenómenos de la naturaleza pueden surgir en el gran acelerador de partículas LHC y sus detectores, en los que el Higgs se ha hecho realidad por fin?

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Quinta edición del congreso “Días de Higgs” en el Instituto de Física de Cantabria

Los objetivos del workshop serán entender, discutir y resolver algunos problemas relacionados con la búsqueda del bosón de Higgs en diferentes colisionadores.

Santander, 12 Septiembre, 2012.- El Instituto de Fisica de Cantabria (IFCA), centro mixto del CSIC y de la Universidad de Cantabria, albergará entre los dias 17 y 21 de Septiembre de 2012 la quinta edición del workshop “Dias de Higgs en Santander 2012” (“Higgs Days at Santander 2012”, http://www.ifca.es/HDays12).

Esta reunion, organizada por el IFCA y patrocinada por el CSIC, la Universidad de Cantabria, el CPAN y el Consolider-Ingenio MultiDark, congregará en Santander investigadores de renombre internacional en el campo de la Física de partículas y la búsqueda del bosón de Higgs en el experimento LHC en el CERN (Ginebra, Suiza), en el Tevatron-Fermilab (Chicago) y en el futuro colisionador de partículas ILC.

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