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The charm and the beauty of LHC

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En busca de partículas elusivas

Todo, desde las galaxias a las moléculas, está hecho de combinaciones de quarks y leptones, pero los quarks nunca se han observado libres en la naturaleza. En un intento por detectarlos, unos científicos descubrieron un sesgo en las mediciones que guiará futuros experimentos.

Cambio climático y medio ambiente

A quienes piensan que la física es aburrida les vendría bien un curso de actualización. En realidad, la historia del Universo, de acuerdo con la física de partículas, parece sacada de Alicia en el País de las Maravillas. Algunas partículas son portadoras de una carga de color en lugar de una carga eléctrica. Algunas tienen sabores. Hay partículas de materia convencionales, pero también las hay que transmiten las fuerzas, como los gluones (del inglés «glue», pegamento) que mantienen juntas otras partículas. Los quarks nunca se han observado libres en la naturaleza sino únicamente confinados en hadrones por el campo de gluones. Un equipo de científicos financiado con fondos europeos se propuso medir y desentrelazar dos quarks. El proyecto «The charm and the beauty of LHC» (HFQGP) utilizó el detector de iones pesados ALICE del acelerador de partículas más grande y potente del mundo. El equipo estudió los hadrones en condiciones postuladas para inducir una transición a un plasma de quarks y gluones libres (plasma de quarks y gluones). Los experimentos iniciales estudiaron por primera vez colisiones asimétricas de protones y átomos de plomo (p–Pb), un tipo de colisiones entre protones y núcleos utilizado como referencia para desentrelazar los rastros dejados en un medio caliente no confinado. Al igual que en el caso de los datos Pb-Pb y p-p anteriores, se creó un grupo de trabajo para elaborar el protocolo experimental oficial y llevar a cabo los primeros análisis de datos p-Pb. Un científico de HFQGP fue uno de los dos coordinadores responsables de gestionar la caracterización de los eventos. Dada la naturaleza asimétrica de las colisiones p-Pb en comparación con las colisiones p-p o Pb-Pb, se puso especial énfasis en la determinación del centro en relación con la región de interacción durante las colisiones. Esto ha permitido observar fenómenos únicos y un sesgo de medición que depende de la selección de la muestra del evento. La importancia de este sesgo se ha puesto de manifiesto en numerosas sesiones especiales recientes en algunas de las principales conferencias sobre el tema. Aunque se han observado indicios de su existencia libre en los experimentos, los quarks libres siguen siendo un Santo Grial para el colectivo dedicado a la física de partículas. El endurecimiento de los protocolos experimentales para reducir el sesgo de medición que se ha postulado basándose en los resultados de HFQGP podría poner este Grial al alcance.

Palabras clave

Partículas esquivas, partículas, quarks, física de partículas, gluones, hadrones, ALICE, acelerador de partículas, quarks libres, plasma de quarks y gluones, protón-plomo, p-Pb, colisión protón-núcleo

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