CERN - X (Diez) Curiosidades

La Ciencia Ficción Se Vuelve Realidad: Impresionantes Avances Del 2012

Vivimos en un tiempo muy interesante en la historia humana. Con la explosión del desarrollo tecnológico en las últimas décadas, cada año más y más tecnologías que fueron consideradas ciencia ficción cobran vida, haciéndonos soñar lo que el futuro nos depara. Desde implantes oculares y brazos robóticos controlados con la mente, hasta la posibilidad de imprimir una casa, este año tuvimos avances muy interesantes.

Implantes de ojos le dan visión a ciegos
Implante que permite a ciegos ver

Dos hombres ciegos en el Reino Unido fueron provistos con implantes oculares durante una cirugía de ocho horas con resultados prometedores. Después de años de ceguera, ambos han recuperado visión “útil” en solo semanas, capturando los bordes de objetos y soñando en color. Los doctores esperan una mejora continua conforme sus cerebros se reconectan para la visión.Fuente: telegraph.co.uk
La NASA comienza a utilizar exoesqueletos
Exoesqueleto de la NASA

El Exoesqueleto robótico X1 pesa 23 kilos y contiene cuatro articulaciones motorizadas con seis pasivas. Con dos configuraciones, puede ya sea dificultar el movimiento, lo que le permitiría a los astronautas ejercitar en el espacio, o mejorar el movimiento, asistiendo a parapléjicos a caminar.Fuente: news.cnet.com
Usando la mente para controlar un brazo robótico
Brazo robótico controlado por la mente

En la Universidad de Pittsburgh, el departamento de neurobiología trabajó con Jan Scheuermann durante el transcurso de 13 semanas para crear un brazo robótico controlado solo por el poder de la mente de Scheuermann.El equipo implantó en ella dos microelectrodos intracorticales de 96 canales. Ubicados en la corteza motora, que controla todos los movimientos de extremidades, el proceso de integración fue más rápido de lo que todos esperaban. Al segundo día, Jan podía usar su nuevo brazo en un espacio tridimensional. Al final de las 13 semanas, era capaz de realizar tareas complejas con movimiento en siete dimensiones, igual que un brazo biológico.

Fuente: gizmodo.com
Imprimiendo casas con una impresora tridimensional
Casa creada por impresora tridimensional

La impresora en forma de “D”, creada por Enrico Dini, es capaz de imprimir un edificio de dos pisos, completo con cuartos, escaleras, tuberías y particiones. Usando nada más que arena y un compuesto orgánico para unirla, el material resultante tiene la misma durabilidad del concreto reforzado con una apariencia de mármol. El proceso de construcción se lleva aproximadamente un cuarto del tiempo de los edificios tradicionales, mientras que se ajuste a estructuras redondeadas, y puede ser construido sin conocimientos o habilidades especializadas.Fuente: gizmag.com
El Bosón de Higgs fue encontrado
Bosón de Higgs encontrado

Durante el verano, el centro de investigación multinacional CERN confirmó que había descubierto una partícula que se comportaba lo suficiente como lo esperado del Bosón de Higgs como para darle el nombre. Para los científicos, esto significa que puede haber un campo de Higgs, similar a un campo electromagnético. A su vez, esto podría darle a los científicos la habilidad de interactuar con la masa de la misma forma que interactuamos con los campos magnéticos.Fuente: forbes.com
Piel en spray
Piel en Spray

ReCell por Avista Medical es un gran avance médico para las víctimas de quemaduras severas. La tecnología utiliza una pieza de piel del tamaño de una estampilla del paciente, entonces la muestra es mezclada con una enzima cultivada de puercos y es aplicada de vuelta en el sitio quemado en forma de spray. Cada pequeño injerto se expande, cubriendo el espacio de una página de un libro dentro de una semana. Ya que la piel donada viene del mismo paciente, el riesgo de rechazo es mínimo.Fuente: news.discovery.com
ADN fotografiado por primera vez
Fotografía de ADN

Usando un microscópio de electrones, Enzo di Fabrizio y su equipo en el Instituto Italiano de Tecnología en Genoa tomaron las primeras fotos de la famosa doble hélice.Fuente: newscientist.com
Voyager I abandona el sistema solar
Voyager I

Lanzado en 1977, el Voyager I es el primer objeto hecho por el hombre en volar más allá de los confines de nuestro sistema solar hacía la oscuridad del espacio profundo. Fue originalmente diseñado para enviar a casa imágenes de Saturno y Júpiter, pero los científicos de la NASA se dieron cuenta de que eventualmente la sonda podría flotar hacia el gran desconocido. Con ese propósito, una grabación fue colocada en el Voyager I con sonidos que van desde música hasta los llamados de ballenas, y saludos en 55 lenguajes.Fuente: space.com
Quijada implantada fue creada con impresora tridimensional
Quijada creada con impresora tridimensional

Una quijada personalizada fue creada para un paciente de 83 años utilizando polvo de titanio y recubrimiento biocerámico. La exitosa cirugía, primera de este tipo, abre la puerta a reemplazos óseos personalizados y, quizá un día, la habilidad de imprimir nuevos músculos y órganos.Fuente: telegraph.co.uk
El cerebro humano fue hackeado
Dispositivo que lee ondas cerebrales

Usenix Security puso a un equipo de investigadores a que usaran tecnología ampliamente disponible para mostrar cuan vulnerable es realmente el cerebro humano. Con una diadema equipada para obtener electroencefalografías y el software para encontrar lo que las neuronas activándose están intentando hacer, busca picos en actividad cerebral cuando el usuario reconoce algo como un número del PIN de un cajero automático o la cara de un niño.Fuente: extremetech.com

¿Por qué es tan importante el bosón de Higgs?

El miércoles pasado, los científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) publicaron un informe sobre el descubrimiento de una nueva partícula subatómica cuyas propiedades son coherentes con las de la tan buscada partícula bosón de Higgs, y desde entonces la noticia ha circulado por todas partes.

“Ahora hemos encontrado la ‘piedra angular’ que falta en la física de partículas”, Rolf Heuer, director general del CERN, dijo a los científicos.

“Creo que lo hicimos”, dijo a la multitud eufórica. “Tenemos un descubrimiento. Hemos observado una nueva partícula que es consistente con un bosón de Higgs”, pero no afirmó rotundamente que lo sea, falta verificar si se trata o no de ella.

Pero ¿a qué se debe la gran importancia del bosón de Higgs?. El Modelo Estándar de la física de partículas (la idea básica que se tiene sobre el coportamiento de las partículas) predice que existe, y es lo que da masa indirectamente a muchas otras partículas. Es decir, la razón por la cual los electrones, protones y neutrones tienen una masa, es debido a este asunto de Higgs.

Lo que hace que esta partícula sea tan dificil de detectar es su corta vida, pues una vez que se forma, se descompone en un estallido de energía y otras partículas de manera extremadamente rápida. La única manera de formarlas es colisionando otras partículas a energías increiblemente altas. Al observar las colisiones resultantes, se busca un ‘fragmento’ de energía característico en que se descompone el hipotético bosón de Higgs. El problema es que, como son un montón las cosas que emiten mucha energía, se debe identificar la señal del Higgs entre todo ese ruido.

Es por esto que para encontrarlo, se deben colisionar partículas una innumerable cantidad de veces para fortalecer esa pequeña señal que se emite con la desintegración del Higgs. La señal se vuelve mayor mientras más se repita este experimento, y por tanto, los resultados de la detección serán más confiables.

El año pasado se observó un exceso de señales a una energía alrededor de 125 GeV (que es una unidad de energía que utilizan los físicos y que también indica la masa de la partícula que se está desintegrando), pero los resultados fueron de una confianza del 90%, lo cual no era suficiente para declararlo como un descubrimiento.

En cambio, lo que ocurrió esta semana fue que dos detectores diferentes (CMS y ATLAS) del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), encontraron de manera independiente una fuerte señal entre 125 y 126 GeV de aproximadamente un nivel de 5 sigma, lo que significa que el resultado tiene una confiabilidad del 99.99994%.

A pesar de que los físicos aún no se atreven a afirmar que esta nueva particula detectada es definitivamente un bosón de Higgs, todo parece indicar que lo es.

“Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensión de la naturaleza”, dijo Rolf Heuer. “El descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs abre el camino a estudios más detallados, lo que requiere de mayor estadística, lo que concretará las propiedades de la nueva partícula, y es probable que esclarezca otros misterios de nuestro universo”.

La identificación positiva de las características de la nueva partícula llevará un tiempo y datos considerables. Pero cualquiera forma que la partícula de Higgs tome, nuestro conocimiento de la estructura fundamental de la materia está a punto de dar un gran paso hacia adelante.

NOTA: Como dato curioso, cabe agregar que el nombre de ‘partícula de Dios’ con el que se conoce comúnmente a esta partícula, se debe a un libro cuyo autor, Leon Lederman, quiso titular como “The Goddamn Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question?” (La maldita partícula: Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?), maldiciéndola por ser tan difícil de encontrar, pero su editor lo encontró muy controversial y lo convenció para titularlo “The God Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question?” (La partícula de Dios: Si el universo es la respuesta, ¿cuál es la pregunta?).

Referencias
http://press.web.cern.ch/ (en inglés)
http://blogs.discovermagazine.com/ (en inglés)

Medición que encontró neutrinos más rápidos que la luz fue errónea

En septiembre del año pasado, la noticia de un experimento que encontró neutrinos que viajaban más rápido que la luz circularon alrededor del mundo. Los resultados de estos experimentos, anunciados por la colaboración OPERA en italia, fueron un error después de todo, causados por una mala conexión entre una unidad de GPS y una computadora. Es decir, debido a un cable flojo.

Los neutrinos viajaban del laboratorio CERN en Ginebra, Suiza, al Laboratorio Gran Sasso cerca de L’Aquila en Italia. Estos parecían llegar 60 nanosegundos antes de lo que la luz hubiera llegado. La mala conexión era usada para corregir retrasos en el vuelo de los neutrinos; al realizar la corrección incorrectamente, parecía que los neutrinos habían llegado antes de tiempo. Tras ajustar la conexión y medir el tiempo que tardan los datos en viajar por la fibra óptica, los investigadores encontraron que la discrepancia desapareció. Sin embargo aún reunirán más datos para confirmarlo.

Más información
http://news.sciencemag.org/ (en inglés)

LHC funcionará a 4 TeV por haz en el 2012

CMS Bosón de Higgs — CMS-PHO-EVENTS-2011-010 / Thomas McCauley, Lucas Taylor

Ginebra, 13 de febrero de 2012. CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) anunció hoy que el LHC (Large Hadron Collider – Gran Colisionador de Hadrones) funcionará con un haz de energía de 4 TeV este año, 0.5 TeV más alto que en el 2010 y el 2011. La decisión fue tomada por la administración de CERN siguiendo un taller de rendimiento anual que se llevó a cabo en Chamonix, Francia, la semana pasada y un reporte que se entregó hoy por el Comité de Asesoramiento de Máquinas de CERN (CMAC). Es acompañado por una estrategia para optimizar el LHC en funcionamiento para proveer la máxima cantidad posible de datos en el 2012 antes de que el LHC entre en un largo apagado para prepararse a funcionar a una mayor cantidad de energía. El objetivo de los datos para el 2012 son 15 femtobarns inversos para ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS – Aparato Toroidal del LHC) y CMS (Compact Muon Solenoid – Solenoide compacto de muones), tres veces más alto que en el 2012. El espaciado en el LHC continuará en 50 nanosegundos.

“Cuando comenzamos a operar el LHC para física en el 2010, elegimos el más bajo haz de energía seguro consistente con la física que queríamos hacer”, dijo el Director de Aceleradores y Tecnología de CERN, Steve Myers. “Dos buenos años de experiencia operacional con haz y muchas mediciones adicionales hechas durante el 2011 nos dieron la confianza para aumentarlo seguramente, y así extender el alcance físico de los experimentos antes de entrar en el primer apagado largo del LHC”.

El excelente rendimiento en el 2010 y en el 2011 trajo tentadoras indicaciones de una nueva física, estrechando notablemente el rango de masas disponibles para la partícula de Higgs a una ventana de solo 16 GeV. Dentro de esta ventana, ambos experimentos ATLAS y CMS han visto indicaciones de que un Higgs podría existir en el rango de masa 124-126 GeV. Sin embargo, convertir esas indicaciones en un descubrimiento, o para descartar por completo la partícula Higgs del Modelo Estándar, requiere un año más de datos. El LHC está agendado a entrar en una larga parada técnica al final de este año para prepararse para correr a su diseño de energía completo de alrededor de 7 TeV por haz.

“Para cuando el LHC entre en su primer parada larga al final de este año, sabremos si la partícula Higgs existe o habremos descartado la existencia del Higgs del Modelo Estándar”, dijo el Director de Investigación de CERN, Sergio Bertolucci. “Cualquiera de los dos será un gran avance en nuestra exploración de la naturaleza, acercándonos a entender como las partículas fundamentales adquieren su masa, y marcando el comienzo de un nuevo capítulo en la física de partículas”.

La agenda anunciada hoy prevé haces de vuelta en el LHC el próximo mes, y funcionando hasta noviembre. Entonces habrá una larga parada técnica de alrededor de 20 meses, con el LHC reiniciando cerca de su energía diseñada completa a finales del 2014 y operando para la física dé un nuevo nivel alto de energía a comienzos del 2015.

Fuente
Comunicado de prensa de CERN (en inglés)

Experimentos del ATLAS y CMS presentan el estado en la búsqueda del bosón de Higgs

En un seminario dado el día de hoy en CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire – Centro Europeo de Investigación Nuclear), los experimentos ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus – Aparato Toroidal del LHC) y CMS (Compact Muon Solenoid – Solenoide compacto de muones) presentaron el estado de sus búsquedas del bosón de Higgs en el modelo estándar. Sus resultados están basados en el análisis de considerablemente más datos que aquellos presentados en las conferencias del verano, suficientes para realizar progresos significativos en la búsqueda del bosón de Higgs, pero insuficientes para poder hacer una declaración conclusiva sobre la existencia o la no existencia de el elusivo Higgs. La principal conclusión es que si el bosón de Higgs del modelo estándar existe, seguramente tendrá una masa en el rango de los 116-130 GeV según el experimento de ATLAS y 115-127 GeV según el CMS. Rastros han sido vistos en ambos experimentos en esta región de masa, pero aún no son tan fuertes para poder declarar un descubrimiento.

Los bosones de Higgs, si existen, tienen una vida muy corta y pueden degenerar en muchas maneras diferentes. El descubrimiento se basa en observar las partículas en las que decaen más que ver el Higgs mismo. Los experimentos ATLAS y CMS han analizado varios canales de decaimiento, y los experimentos ven pequeños excesos en las regiones de masa baja que aún no han sido excluidos.

Tomados individualmente, ninguno de estos excesos es más significativo estadísticamente que tirar un dado y obtener dos números seis seguidos. Lo que es interesante es que hay varias mediciones independientes apuntando a la región de los 124 a los 126 GeV. Es muy temprano para decir si ATLAS y CMS han descubierto el bosón de Higgs, pero estos resultados actualizados están generando mucho interés de la comunidad de físicos de partículas.

“Hemos restringido la región de masa más probable para el bosón de Higgs a los 116-130 Gev, y en las últimas semanas hemos comenzado a ver un exceso de eventos en la región de masa alrededor de los 125 GeV que es intrigante“, explicó la vocera del experimento ATLAS Fabiola Gianotti. “Este exceso podría ser debido a una fluctuación, pero también podría ser algo más interesante. No podemos concluir nada en este punto. Necesitamos más estudios y más datos. Dado el gran desempeño del LHC (Large Hadron Collider – Gran colisionador de hadrones) este año, no necesitaremos esperar mucho para tener los datos suficientes y podemos esperar a resolver esta interrogante en el 2012“.

“No podemos excluir la presencia del Higgs del modelo estándar entre los 115 y los 127 GeV debido a un modesto exceso de eventos que aparecen constantemente en esta región de masa, en cinco canales independientes“, explicó el vocero del experimento del CMS Guido Tonelli. “El exceso es muy compatible con un Higgs del modelo estándar en la vecindad de los 124 GeV y por debajo, pero el significado estadístico no es lo suficientemente grande para decir algo conclusivo. Hasta el día de hoy lo que vemos es la consistencia ya sea con una fluctuación de fondo o con la presencia del bosón. Análisis refinados y datos adicionales lanzados en el 2010 por esta máquina magnificente definitivamente darán una respuesta“.

Dentro de los próximos meses, ambos experimentos refinarán aún más sus análisis a tiempo para las conferencias de física de partículas en marzo. Sin embargo, una declaración definitiva sobre la existencia o la no existencia del bosón de Higgs requerirá más datos, y no es probable que ocurra hasta más tarde en el 2012.

El modelo estándar es la teoría que los físicos usan para describir el comportamiento de las partículas fundamentales y las fuerzas que actúan entre ellas. Describe la materia ordinaria de la que nosotros, y todo lo que es visible en el universo, están hechos realmente bien. Sin embargo, el modelo estándar no describe el 96% del universo que es invisible. Una de las principales metas del programa de investigación del LHC es ir más allá del modelo estándar, y el bosón de Higgs podría ser la llave.

Un bosón de Higgs del modelo estándar confirmaría una teoría propuesta por primera vez en los 60s, pero hay otras formas posibles que podría tomar el bosón de Higgs, vinculadas a teorías que van más allá de el modelo estándar. Un Higgs del modelo estándar podría apuntar todavía el camino a una nueva física, a través de sutilezas en su comportamiento que solo podrían emerger después de estudiar un gran número de decaimientos de la partícula de Higgs. Un Higgs de un modelo no estándar, actualmente más allá del alcance de los experimentos del LHC con los datos obtenidos actualmente, abriría inmediatamente la puerta a una nueva física, mientras que la ausencia del Higgs del modelo estándar apuntaría fuertemente a una nueva física a la capacidad completa de la energía del LHC, la que se planea alcanzar después del 2014. Ya sea que ATLAS y CMS muestren en los próximos meses que el bosón de Higgs del modelo estándar existe o no, el programa del LHC está abriendo el camino a una nueva física.

Vínculos:
Anuncio de prensa original (en inglés)