Con una energía sin precedente: 13 teraelectronvoltios (TeV), casi el doble de la utilizada en la primera corrida, que duró tres años, comenzó la segunda fase del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, con la producción de datos con colisiones estables, que abre el camino a nuevas fronteras en la Física.
En este hecho histórico participa un equipo de científicos de la BUAP, que en los últimos dos años realizó un importante programa de mantenimiento y mejoras en la preparación para la nueva frontera de energía, a través de su participación en los experimentos ALICE y CMS. Este año, las doctoras Isabel Pedraza y Cecilia Uribe, así como el estudiante de posgrado Severiano Carpinteyro, trabajaron conjuntamente en sitio (CERN) con el equipo multinacional de más de 21 países, del grupo de detectores de muones, para que el detector RPC (Resistive Plate Chambers) quedara listo para la toma de datos. Este miércoles, Isabel Pedraza, coordinadora de calidad de la producción de las RPCs, estuvo presente en el inicio de toma de datos de la segunda corrida.
En el experimento ALICE, las colisiones a estas energías darán mayor información sobre las propiedades de un estado de la materia llamado plasma de quarks y gluones (QGP). Estos estudios serán más precisos que los obtenidos en la RUN 1 (primera etapa) y seguramente aportarán nueva información sobre la transición de fase entre QGP y los estados hadrónicos de la materia, precisó el doctor Arturo Fernández Téllez, académico de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) y responsable científico del grupo mexicano en dicho experimento.
A su vez, con los datos de la segunda fase del LHC, los científicos de la BUAP que participan en el CMS explorarán más a fondo el modelo estándar para encontrar evidencia de nuevos fenómenos de la Física, más allá de sus fronteras, lo que podría explicar misterios como la materia oscura, que se cree representa alrededor de un cuarto del universo, o la aparente preferencia de la naturaleza por la materia sobre la antimateria, sin la cual no existiríamos, detalló la doctora Isabel Pedraza Morales, también académica de la FCFM, quien afirmó que “el equipo de la BUAP buscará Física más allá del Modelo Estándar en la producción de Higgs y Top”.
Después de casi dos años de mantenimiento y reparación, así como de varios meses de preparación para su puesta en marcha, a las 10:40 horas tiempo de Ginebra, 3:40 horas en México, los operadores del LHC declararon «haces estables», la señal de los experimentos para comenzar a tomar datos.
En esta segunda fase de operaciones, los haces de protones colisionarán a una energía total de 13 teraelectronvoltios (TeV), muy superior al límite anterior de 8 TeV que permitió descubrir el Bosón de Higgs. Esta energía superará en unas 14 mil veces la energía asociada a la masa de un protón, por lo que se espera producir partículas masivas hasta ahora desconocidas.
Desarrollo de tecnología
En esta nueva etapa, miembros del Cuerpo Académico de Partículas, Campos y Relatividad General, de la FCFM de la BUAP, así como estudiantes de licenciatura y posgrado, desarrollaron tecnología enfocada al estudio de los constituyentes básicos en la formación de la materia y del universo, y de las interacciones fundamentales que gobiernan su comportamiento, es decir, la Física de Partículas.
Además de dar mantenimiento al detector ACORDE, se desarrolló un nuevo subsistema: el ADD (ALICE Diffractive Detector), el cual proveerá señales de disparo que permitan estudiar fenómenos difractivos en este experimento.
Luis Alberto Pérez Moreno, Abraham Villatoro Tello y Héctor Bello Martínez, estudiantes del doctorado en Física Aplicada de la FCFM, fueron partícipes en el inicio de la toma de datos, monitoreo y registro de los detectores del experimento ALICE, en esta nueva etapa, especialmente del detector ACORDE y ADD. Estos instrumentos de medición han sido construidos y puestos en marcha por investigadores mexicanos de la BUAP, CINVESTAV, Universidad Autónoma de Sinaloa y UNAM.
El equipo de investigadores de la BUAP en el experimento ALICE, conformado por los doctores Iraís Bautista Guzmán, Mario Rodríguez Cahuantzi (deputy team leader), Guillermo Tejeda Muñoz, Mario Iván Martínez Hernández y Arturo Fernández Téllez (team leader), acudirá este verano a sumarse a los trabajos de este experimento, además de presentar los avances de las investigaciones realizadas y los nuevos resultados.
En la búsqueda de conocer la materia oscura
En particular el equipo de la BUAP que trabaja en el experimento CMS, formado por los doctores Humberto Salazar (team leader), Isabel Pedraza (deputy team leader) y Cecilia Uribe, esta última académica del Instituto de Ciencias de la BUAP, así como los estudiantes de posgrado Severiano Carpinteyro y Alejandro Nava, participó en la mejora del detector de muones. Específicamente, en la construcción, validación y certificación de la nueva capa lateral de cámaras de placas resistivas, lo que ayudará a discriminar entre eventos de muones interesantes y muones falsos generados por procesos de fondo. Un total de 144 cámaras de placas resistivas nuevas fueron construidas, certificadas e instaladas durante el primer paro técnico (LS1).
“Los haces están hechos de grupos de protones que se mueven casi a la velocidad de la luz alrededor del anillo de 27 kilómetros del LHC, y circulan en direcciones opuestas, guiados por potentes imanes superconductores. Hoy el haz del LHC se llenó con 6 grupos de protones, conteniendo cada uno cerca de 100 mil millones de protones. Se incrementará progresivamente hasta llegar a 2 mil 808 grupos de protones por haz, permitiendo que el LHC produzca hasta mil millones de colisiones por segundo”, explicó Isabel Pedraza, doctora en Física.
Durante la primera corrida del LHC, los experimentos ATLAS y CMS anunciaron el descubrimiento del llamado Bosón de Higgs, que era la última pieza del rompecabezas del Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas fundamentales que conforman el universo y sus interacciones.
Además del estudio de la Física más allá del Modelo Estándar, Isabel Pedraza, Cecilia Uribe y Severiano Carpinteyro estarán presentes durante los meses de septiembre y octubre próximos en las pruebas de beam, para las nuevas tecnologías de detección de muones, que se prevén para la segunda etapa de actualización de los detectores.
