ALICE (A Large Ion Collider Experiment), un detector de iones pesados del LHC (Colisionador de Hadrones) ha hecho un descubrimiento fabuloso esta semana.

Los científicos que trabajan con ALICE (A Large Ion Collider Experiment), un detector de iones pesados ​​en el Colisionador de Hadrones (LHC), han hecho mediciones precisas de la masa de las partículas y la carga eléctrica que confirman la existencia de una simetría fundamental en la naturaleza.

Entre el personal a cargo de estos últimos experimentos están investigadores brasileños afiliados a la Universidad de São Paulo (USP) y la Universidad de Campinas (UNICAMP).

“Después del Big Bang, cada partícula de materia creó una antipartícula. En Física de partículas, una pregunta muy importante es si todas las leyes de la física muestra un tipo específico de simetría conocida como CPT, y estas medidas sugieren que de hecho es una simetría fundamental entre núcleos y antinucleos, dijo Marcelo Gameiro Munhoz, profesor Instituto de física (IF de la USP) y miembro de la selección brasileña que trabaja en ALICE.

Los resultados, registrados en un documento publicado en Internet en Nature Physics el 17 de agosto, llevaron a los investigadores a confirmar una simetría fundamental entre los núcleos de las partículas y sus antipartículas en términos de carga, paridad y tiempo (CPT).

Estas mediciones de partículas producidas en colisiones de alta energía de iones pesados en el LHC hicieron posible el experimento ALICE, seguimiento de alta precisión y capacidad de identificación, como parte de una investigación diseñada para detectar sutiles diferencias entre las formas en que los protones y los neutrones se unen en núcleos mientras sus antipartículas forman antinúcleos.

Muñoz es el investigador principal del proyecto de investigación “Energía nuclear física RHIC LHC“, apoyado por la Fundación de investigación de São Paulo (FAPESP). El proyecto – una colaboración entre el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en Brookhaven National Laboratory en Estados Unidos y ALICE en el LHC, operado por la Organización Europea para Investigación Nuclear (CERN) en Suiza – consiste en actividades experimentales relacionadas con el estudio de colisiones de iones pesados relativistas.

Entre otros objetivos, los investigadores brasileños con ALICE buscan entender la producción de quarks pesados (charm and bottom quarks) basada en la medición de electrones usando un calorímetro electromagnético y, más recientemente, Sampa, un microchip desarrollado en Brasil para estudiar los fenómenos más raros derivados de las colisiones de iones pesados en el LHC.

Según Muñoz, las mediciones de masa y de carga realizados en el experimento de simetría, combinados con otros estudios, ayudarán a físicos a determinar cuál de las muchas teorías sobre las leyes fundamentales del universo es más plausible.

“Estas leyes describen la naturaleza de todas las interacciones de la materia”, dijo, “por lo que es importante saber que las interacciones físicas no cambian por inversión de la carga de partículas, transformación de la paridad, reflexiones de coordenadas espaciales y la inversión de tiempo. La pregunta clave es si las leyes de la física siguen siendo las mismas en esas condiciones“.

En particular, los investigadores midieron las diferencias de cociente de la masa más de carga de Deuterones, que consta de un protón y un neutrón y antideuterons, así como núcleos de helio-3, compuesto por dos protones y un neutrón y antihelium-3. Mediciones recientes en el CERN en comparación con las mismas propiedades de protones y antiprotones en alta resolución.

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El experimento ALICE registró colisiones de alta energía de iones de plomo en el LHC, lo que permite el estudio de la materia a densidades y temperaturas extremadamente altas.

Las colisiones de iones de plomo proporcionan una fuente abundante de partículas y antipartículas, producción de núcleos y el antinúcleos correspondientes a tasas casi iguales. Esto permite a ALICE hacer una comparación detallada de las propiedades de los núcleos y antinúcleos que se produce más abundantemente.

El experimento hace mediciones precisas de la curvatura de la trayectoria de la partícula en el campo magnético del detector y el tiempo que toman las partículas en vuelo, y utilizan esta información para determinar las proporciones de la masa de la carga de núcleos y antinúcleos.

La alta precisión del detector de tiempo de vuelo, que determina el tiempo de llegada de las partículas y antipartículas con una resolución de 80 picosegundos y que está asociada con la medición de pérdida de energía proporcionada por la cámara de proyección de tiempo, permite a los científicos medir una señal clara de deuterones/antideuterons y helio-3/antihelium-3, las partículas estudiadas en el experimento de semejanza.

La imagen anterior de la página es la concepción de un artista que ilustra la historia del cosmos, desde el Big Bang y la época de recombinación que creó el fondo de microondas, mediante la formación de supercúmulos galácticos y las galaxias. El espectacular detalle a la derecha de la imagen hace hincapié en la expansión del universo, que en la actualidad se está acelerando.

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Este artículo fue traducido y realizado por Tupac Kapitah en exclusiva para CodigoOculto.com

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