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LHCb observa dos nuevas partículas bariónicas

La colaboración del experimento LHCb del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN anunció hoy el descubrimiento de dos nuevas partículas de la familia bariónica, las formadas por quarks. Las partículas, conocidas como Xi_b’- y Xi_b*-, fueron predichas por el modelo de quarks, pero no habían sido vistas hasta ahora. Una partícula similar, Xi_b*0, fue encontrada en 2012 por el experimento CMS. La colaboración LHCb ha enviado un artículo informando del hallazgo a la revista Physical Review Letters.

Al igual que los protones que acelera el LHC, las nuevas partículas son bariones hechos de tres quarks y unidos por la fuerza nuclear fuerte (una de las cuatro interacciones fundamentales en la naturaleza). Sin embargo, los tipos de quarks son diferentes: las nuevas partículas Xib contienen ambas un quark belleza (b), un extraño (s) y uno abajo (d), mientras que el protón está formado por dos quarks arriba (u) y un abajo (d). Debido a la masa de los quarks b, estas partículas son seis veces más masivas que un protón.

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Determinan una propiedad de la materia tras el Big Bang

Una colaboración internacional donde participan físicos de la Universidade de Santiago de Compostela ha publicado recientemente en Physical Review C la medición más precisa hasta la fecha de una propiedad clave del plasma de quarks y gluones, el estado de la materia que dominó el Universo justo después del Big Bang. Este resultado revela la estructura microscópica de este fluido, un “líquido perfecto” desde el punto de vista de su comportamiento físico. Los resultados se obtuvieron mediante el análisis de datos de las colisiones entre núcleos pesados obtenidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y el Relativistic Heavy-ion Collider (RHIC) en el Laboratorio de Brookhaven (EE.UU.).

ALICE-hirezf

La colaboración JET es un grupo de físicos teóricos formado principalmente por miembros de universidades de Estados Unidos donde participan varios miembros asociados, entre ellos Néstor Armesto y Carlos Salgado (Universidade de Santiago de Compostela). Su objetivo es extraer las propiedades del llamado plasma de quarks y gluones, el estado de la materia instantes después del Big Bang, cuando la temperatura y densidad eran tan altas que no permitían la formación de protones o neutrones, constituyentes del núcleo atómico.
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Científicos españoles analizan las posibilidades del LHC en 2015

El nuevo arranque del gran colisionador de hadrones del CERN durante el año que viene, los experimentos sobre neutrinos, el observatorio de rayos gamma CTA y la presencia de investigadores españoles en el laboratorio de física nuclear FAIR serán algunos de los temas que trataron los cerca de 200 investigadores que asisten en Sevilla a la reunión anual del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear. La divulgación científica y la transferencia tecnologica también estarán presentes en las jornadas.

Expertos españoles en la física del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), la investigación de la estructura nuclear y los experimentos para descubrir el 95% del universo ‘invisible’ se reúnen la semana próxima en Sevilla en las VI Jornadas del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN). Este congreso, que se celebra por primera vez en la capital hispalense, congrega a 200 investigadores en estos ámbitos de la física, que discutirán sobre los principales avances en sus respectivos campos.

Entre los principales temas a tratar está el programa de investigación previsto para el LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo operado por el CERN, que se vuelve a poner en marcha a principios de 2015 tras una larga parada de mantenimiento. Después de descubrir el bosón de Higgs en 2012 con solo dos años de funcionamiento, aparecen nuevos retos como la búsqueda de la supersimetría o la detección de materia oscura. Doscientos investigadores y técnicos españoles participan en el LHC y sus experimentos, con el apoyo del CPAN.
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CERN prepares its long-term future

CERN-FCC

Geneva, 6 February 2014. Particle physics takes the long-term view. Originally conceived in the 1980s, the LHC took another 25 years to come into being. This accelerator, which is unlike any other, is just at the start of a programme which is expected to run for another 20 years. Even now, as consolidation work aimed at a restart in 2015 continues, detailed plans are being hatched for a large-scale upgrade to increase luminosity and thereby exploit the LHC to its full potential. The HL (High Luminosity) LHC is CERN1’s number-one priority and will increase the number of collisions accumulated in the experiments by a factor of ten from 2024 onwards.

Even though the LHC programme is already well defined for the next two decades, the time has come to look even further ahead, so CERN is now initiating an exploratory study for a future long-term project centred on a new-generation circular collider with a circumference of 80 to 100 kilometres. A worthy successor to the LHC, whose collision energies will reach 14 TeV, such an accelerator would allow particle physicists to push back the boundaries of knowledge even further. The Future Circular Colliders (FCC) programme will focus especially on studies for a hadron collider, similar to the LHC, capable of reaching unprecedented energies in the region of 100 TeV.

The FCC study will be a global venture for particle physics and stems from the recommendation in the European Strategy for Particle Physics, published in May 2013, that a feasibility study be conducted on future fundamental research projects at CERN. It will be conducted over the coming five years and starts with an international kick-off meeting at the University of Geneva from 12 to 15 February.

The FCC will thus run in parallel with another study that has already been under way for a number of years, the Compact Linear Collider, or “CLIC”, another option for a future accelerator at CERN.  The aim of the CLIC study is to investigate the potential of a linear collider based on a novel accelerating technology.

“We still know very little about the Higgs boson, and our search for dark matter and supersymmetry continues. The forthcoming results from the LHC will be crucial in showing us which research paths to follow in the future and what will be the most suitable type of accelerator to answer the new questions that will soon be asked,” says Sergio Bertolucci, Director for Research and Computing at CERN.

“We need to sow the seeds of tomorrow’s technologies today, so that we are ready to take decisions in a few years’ time,” adds CERN’s Director for Accelerators and Technology, Frédérick Bordry.

The goal of the two studies is to examine the feasibility of the various possible machines, to evaluate their costs and to produce a conceptual design report for the FCC and elaborate on the one already produced for CLIC in time for the next European Strategy update around 2018/2019.

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LHCb confirma existencia de una nueva forma de materia exóticos

El Large Hadron Collider beauty (LHCb) colaboración anunció hoy los resultados que confirman la existencia de hadrones exóticos – un tipo de materia que no pueden clasificarse dentro del modelo de quarks tradicional.

Los hadrones son partículas subatómicas que pueden participar en la interacción fuerte, la fuerza que une los protones dentro de los núcleos de los átomos. Los físicos han teorizado desde la década de 1960, y una amplia evidencia experimental ya ha confirmado, que los hadrones están compuestos de quarks y antiquarks que determinan sus propiedades. Un subconjunto de los hadrones, llamados mesones, se forma a partir de pares quark-antiquark, mientras que el resto – bariones – están formados por tres quarks.

Pero desde que se propuso por primera vez los físicos han encontrado varias partículas que no encajan en este modelo de la estructura de los hadrones. Ahora la colaboración LHCb ha publicado una observación inequívoca de una partícula exótica – la Z (4430) – que no encaja en el modelo de quarks.

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Observación inequívoca de una partícula exótica que no puede ser clasificado dentro del modelo de quarks tradicional

La colaboración LHCb ha publicado los resultados de las mediciones precisas de las propiedades de la Z (4430)  partículas que permiten determinar de forma inequívoca su naturaleza exótica.

En el modelo tradicional de quarks, las partículas de interacción fuerte (hadrones) se forman ya sea a partir de pares quark-antiquark (mesones) o tres quarks (bariones). Los físicos de partículas estaban buscando desde hace 50 años en el caso de las partículas, llamadas hadrones exóticos, que no pueden ser clasificados dentro de este esquema.
Se han propuesto muchos candidatos, pero hasta ahora no ha habido una prueba inequívoca de su existencia.

La primera evidencia de la Z (4430) de partículas se ha presentado en 2008 por la Colaboración Belle como pico estrecho en el ψ ‘π – distribución de la masa en el B → ψ’ desintegraciones.
En la última publicación Belle la observación de la Z (4430) de partículas se confirma con una significancia de 5.2σ y una evidencia 3.4σ se presenta que los números cuánticos J P = 1 + son favorecidos sobre las otras asignaciones de espín.
Hay muchos de los llamados charmonium c
Estados neutrales en esta región en masa.
El hecho de que el Z (4430) es una partícula cargada no permite clasificarlo como un estado charmonium haciendo de esta partícula en un excelente candidato exótico.
La colaboración BaBar podría explicar la Z (4430) que mejora sus datos por una posible característica de análisis experimental (los llamados reflexiones, para los expertos), no contradictorias en el mismo tiempo la evidencia Belle.

La colaboración LHCb ha informado hoy un análisis de cerca de 25 200 B 0 → ψ ‘Kπ -, ψ’ → μ + μ decae observó en 3 fb -1 pp de los datos de colisiones recogidas en √ s = 7 y 8 TeV.

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La computación Grid se abre a la investigación en Europa

The LHC produces 600 million collisions every second in each detector, which generates approximately one petabyte of data per second. None of today’s computing systems are capable of recording such rates. Hence sophisticated selection systems are used for a first fast electronic pre-selection, only passing one out of 10 000 events. Tens of thousands of processor cores then select 1% of the remaining events. Even after such a drastic data reduction, the four big experiments, ALICE, ATLAS, CMS and LHCb, together need to store over 25 petabytes per year. The LHC data are aggregated in the CERN Data Centre, where initial data reconstruction is performed, and a copy is archived to long-term tape storage. Another copy is sent to several large scale data centres around the world. Subsequently hundreds of thousands of computers from around the world come into action: harnessed in a distributed computing service, they form the Worldwide LHC Computing Grid (WLCG), which provides the resources to store, distribute, and process the LHC data. WLCG combines the power of more than 170 collaborating centres in 36 countries around the world, which are linked to CERN. Every day WLCG processes more than 1.5 million ‘jobs’, corresponding to a single computer running for more than 600 years.

The LHC produces 600 million collisions every second in each detector, which generates approximately one petabyte of data per second. None of today’s computing systems are capable of recording such rates. Hence sophisticated selection systems are used for a first fast electronic pre-selection, only passing one out of 10 000 events. Tens of thousands of processor cores then select 1% of the remaining events. Even after such a drastic data reduction, the four big experiments, ALICE, ATLAS, CMS and LHCb, together need to store over 25 petabytes per year. The LHC data are aggregated in the CERN Data Centre, where initial data reconstruction is performed, and a copy is archived to long-term tape storage. Another copy is sent to several large scale data centres around the world. Subsequently hundreds of thousands of computers from around the world come into action: harnessed in a distributed computing service, they form the Worldwide LHC Computing Grid (WLCG), which provides the resources to store, distribute, and process the LHC data. WLCG combines the power of more than 170 collaborating centres in 36 countries around the world, which are linked to CERN. Every day WLCG processes more than 1.5 million ‘jobs’, corresponding to a single computer running for more than 600 years.

La European Grid Infrastructure (EGI), organización que ofrece recursos de computación distribuida a través del sistema denominado Grid para la investigación, ha seleccionado un programa desarrollado por científicos del Instituto de Ciencias del Cosmos (ICC) de la Universidad de Barcelona (UB) para abrir sus recursos de computación al mayor número posible de investigadores europeos. Se trata de DIRAC, un software de código abierto (open source) utilizado para acceder a los datos de uno de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), mediante el que cualquier investigador de una institución científica europea que requiera grandes recursos de cálculo podrá acceder a la red de computación que utiliza el LHC, entre otros proyectos.

La idea del proyecto piloto puesto en marcha es “abrir las infraestructuras Grid europeas a cualquier investigador que tenga necesidades de cálculo para su investigación”, explica Ricardo Graciani, investigador del ICC-UB y coordinador del proyecto. Para ello, la EGI, que integra los recursos de 350 centros de computación de 33 países (entre ellos España) y diversas instituciones como el CERN, utilizará DIRAC  para gestionar los datos producidos por el experimento LHCb, que busca las diferencias entre materia y antimateria en el LHC.

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