USFQ participa en descubrimiento más importante del Siglo XXI: Bosón de Higgs parece revelarse

Físicos de la Universidad San Francisco de Quito USFQ participaron en descubrimiento mundial que inaugura una nueva era para la ciencia, pues detectaron una novedosa partícula del Universo que podría ser el elusivo Bosón de Higgs.

Esta partícula elemental del universo, nunca antes detectada, es uno de los mayores hitos de la física por su papel crucial para entender por qué las cosas tienen masa. Se la ha denominado “la partícula de dios” debido a que los físicos la llamaban "Goddamn Particle" (maldita partícula) por su dificultad de encontrarla.

Imagen 1: Gráfico de un evento registrado en el detector CMS en el 2012 ante el choque de protones donde se muestran las características esperadas de decaimiento del Bosón de Higgs hacia un par de fotones (líneas amarillas punteadas y líneas gruesas verdes). Fuente: CERN

Bruce Hoeneisen y Edgar Carrera, profesores del Departamento de Física de la Universidad San Francisco de Quito USFQ, colocaron nuevamente la bandera del Ecuador en un descubrimiento de talla mundial al obtener fuerte evidencia de la existencia del Bosón de Higgs, como parte de equipos colaborativos internacionales de investigación. La USFQ es la única universidad ecuatoriana que participa en estos trascendentales experimentos, que confirman las teorías de la física acerca del Universo.

Nuestro afán es entender el Universo. Peter Higgs propuso en los 1960s un mecanismo ingenioso donde una pequeña asimetría del vacío da origen a la partícula de Higgs y a la masa de todas las demás partículas del universo. Desde 1992, la USFQ busca esa partícula a través del Experimento DZero. El descubrimiento de esta partícula de Higgs es el logro más importante de la física desde 1995, cuando anunciamos el hallazgo del Quark Top. Estas investigaciones enorgullecen a todos los humanos y ponen en alto el nombre del Ecuador” dijo Bruce Hoeneisen, profesor fundador de la USFQ y científico miembro del experimento DZero.

El 2 de julio, los experimentos colaborativos CDF y DZero anunciaron la detección de señales atribuibles al Bosón de Higgs.

Sus datos, obtenidos por 10 años en el Acelerador de Partículas Tevatrón del Fermilab (Illinois, EE.UU.), permiten limitar la masa del Bosón de Higgs a cerca de 130 veces la masa de un protón con una significancia de 2.9 sigma.


DESCUBRIMIENTO DE LA PARTíCULA BOSó“N HIGGS from Universidad San Francisco on Vimeo.

Imagen 2: El Acelerador de Partículas Tevatrón donde se conducen los experimentos CDF and DZero. Fuente: Fermilab

Dos días después, los experimentos colaborativos ATLAS y CMS, del que Edgar Carrera es parte, revelaron que tienen señales que indican fuertemente la presencia de una nueva partícula. Esos datos fueron obtenidos en el Gran Colisionador de Hadrones LHC de Europa.

Las señales detectadas en el LHC se ubican justo en la región de masa establecida por el Tevatron para el Bosón de Higgs pero con una significancia de 5-sigma, es decir, la probabilidad de un error es menor a uno en un millón. Tevatrón y LHC buscan el bosón de Higgs enfocándose en diferentes formas de su decaimiento.

Si bien hay que esperar más estudios para confirmar la nueva partícula como asociada con el mecanismo de Higgs, para muchos es la culminación de un objetivo que empezó hace alrededor de 40 años, y para nosotros el primer gran logro en nuestra carrera de físicos” dijo Edgar Carrera, profesor de la USFQ y científico miembro del experimento CMS.

Imagen 3: Simulación del detector CMS que muestra cómo se prevé que sean las trazas del bosón de Higgs. Fuente: Wikimedia Commons.

A lo largo del 2012, los equipos de las dos instituciones seguirán analizando datos que triplicará su muestra y les permitirá investigar más sobre la naturaleza de esta nueva partícula detectada.

Si resulta ser el Bosón de Higgs, sus propiedades e implicaciones para el Modelo Estándar serán estudiadas, caso contrario, se abrirán las puertas de todo un nuevo campo para la física con la posibilidad de la existencia de nuevas partículas previamente no detectadas.

Imagen 4: Los experimentos de Fermilab y de CERN son grupos colaborativos que incluyen a decenas de científicos de diferentes partes del mundo. La Universidad San Francisco de Quito USFQ es la única universidad ecuatoriana que participa en estos experimentos. En esta foto se puede ver a los colaboradores del experimento CMS donde participa Edgar Carrera, profesor USFQ. Fuente: CERN.

Bruce Hoeneisen es profesor de física en la Universidad San Francisco de Quito, donde es profesor fundador y el primer decano del actual Colegio de Ciencias e Ingenierías Politécnico-USFQ. Forma parte del equipo de científicos que colaboran en el experimento DZero del Fermilab (Illinois, EE.UU.). Bruce ha publicado más de 300 artículos científicos internacionales y ha estado involucrado en algunos de los mayores avances de la física moderna, incluyendo el descubrimiento de una partícula elemental de la materia, el Quark Top, y de la relación asimétrica entre la materia y la antimateria.

Edgar Carrera es profesor de física de la Universidad San Francisco de Quito, y científico visitante en el Departamento de Física de Boston University (Massachusetts, EE.UU.). Forma parte del equipo de científicos que colaboran en el experimento colaborativo CMS de la Organización Europea para la Investigación Nuclear CERN.

El Colegio de Ciencias e Ingenierías “El Politécnico” de la Universidad San Francisco de Quito ofrece la carrera de Física entre casi una docena de carreras de pregrado y posgrado. El colegio cuenta con modernos laboratorios que abarcan desde la Física Clásica hasta la Óptica, Mecánica Cuántica, Física Nuclear y el primer laboratorio de investigación en Física de la Materia Condensada del Ecuador (que cuenta con el único magnetómetro de muestra vibrante del país).

GLOSARIO PARA ENTENDER EL DESCUBRIMIENTO:

El Modelo Estándar es la teoría científica que los físicos utilizan para explicar las dinámicas de las partículas subatómicas, es decir los bloques constructores del universo, y que detalla sus propiedades e interacciones. De acuerdo a este modelo, la física teoriza que poco después del Big Bang, las partículas no tenían masa pero la fueron adquirieron debido a las interacciones con el campo del bosón de Higgs. Aquellas partículas que interactuaron con este campo se volvieron pesadas. El bosón de Higgs es el último componente aún no descubierto del Modelo Estándar.

Las Partículas Elementales son las partes constituyentes de la materia que en si no pueden ser subdivididas en partes.

El Protón es una partícula subatómica (más pequeña que el átomo) compuesta por tres partículas elementales (dos quarks arriba y un quark abajo). Tiene una carga elemental positiva

El Fotón es la partícula elemental responsable de toda radiación electromagnética, incluyendo la luz visible, los rayos X, las ondas de radio, entre otras.

El Quark Top o Quark Cima es una partícula elemental que es el más masivo de los quarks, tan masivo como los núcleos de oro. Es una partícula muy inestable que decae en menos de un yoctosegundo. Fue descubierto en 1995 por científicos de los experimentos colaborativos del Fermilab, entre quienes se contaba a Bruce Hoeneisen.

El Quark Fondo es una partícula elemental que es el segundo quark más masivo del Modelo Estándar. Fue descubierto por el Fermilab en 1977.

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3 comentarios

  1. hey, yo estoy en esa foto (la de CMS Experiment) :)

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  2. Creo que no hay que olvidar que Carlos Marín, profesor de la USFQ, también es parte de toda esta historia del Higgs. Carlos trabajó con Bruce hace varios años en fenomenología de higss cargados. De una u otra forma, todas estas ideas y trabajo conribuyen a que hoy podamos celebrar el descubrimiento de esta partícula.
    Como información adicional, el Ecuador, este verano, tiene dos alumnos muy buenos en el CERN. Mario Calderón, alumno de ingeniería mecánica de la USFQ trabaja en un proyecto sobre la siguiente generación de colimadores del acelerador LHC (la ingeniería es extremadamente importante en este aparato); y Alejandro Gómez (en la foto grupal del CMS arriba), estudiante de física de la EPN, a quien dirijo la tesis sobre la búsqueda de bosones escalares pesados llamados colorones precisamente en el CMS. Mario y Alejandro trabajan muy de cerca con nosotros y son una muestra de las ganas, talento, y potencial que hay en nuestros jóvenes.

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  3. María luz Turriaga5 de julio de 2012, 22:00

    FELICITACIONES Bravo por ustedes y todos los que tenemos la camiseta puesta por ECUADOR. Soy estudiante de la maestría de Educación de la USFQ y me interesa todo lo que tiene que ver con investigación.
    De nuevo Felicitaciones

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