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La Física de Astropartículas o Astrofísica de Partículas es un campo relativamente reciente de investigación que se dedica al estudio de las partículas elementales de origen astrofísico.

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La física de partículas es la rama de la física que estudia los componentes elementales de la materia y las interacciones entre ellos.

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Estudiar y determinar la naturaleza, energía y lugar de origen de los rayos cósmicos como vía para comprender mejor el origen del Universo.

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domingo, 25 de diciembre de 2011

La 'máquina del Big Bang' descubre por primera vez una nueva partícula

La 'máquina del Big Bang' descubre por primera vez una nueva partícula
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, en Ginebra, ha logrado descubrir una nueva partícula, por primera vez desde su inauguración en 2009. La llamada 'máquina del Big Bang', famosa mundialmente por su búsqueda del bosón de Higgs (la 'particula de Dios'), ha detectado un componente fundamental de la materia bautizado por los científicos como Chi-b (3P).

El LHC es el mayor acelerador de partículas del mundo y se compone de un tunel circular subterráneo de 27 kilómetros, construido a 100 metros bajo tierra, donde se producen colisiones de partículas a velocidades cercanas a la de la luz para recrear las condiciones del origen del Universo y desentrañar las partículas más elementales de la materia.

Según los autores el hallazgo, la nueva partícula es una variante más "excitada" de las llamadas partículas Chi que ya se habían detectado en anteriores experimentos. "Desde hace tiempo se creía que esta partícula debía existir, pero nadie había logrado detectarla hasta ahora", explicó Roger Jones, uno de los científicos del LHC, en declaraciones a la BBC.

Según este investigador, el descubrimiento de la nueva partícula ayudará a comprender mejor las fuerzas que mantienen unida a la materia, y será relevante para zanjar definitivamente si existe la 'partícula de Dios'.

"Cuanto mejor vayamos comprendiendo las fuerzas que unen a la matería, mejor capacidad tendremos para interpretar los datos de los experimentos que estamos realizando para encontrar al bosón de Higgs", aseguró Jones.

"Ésta es la primera vez que una partícula de esta naturaleza se ha encontrado en el LHC. Su descubrimiento es una demostración del excelente funcionamiento del colisionador y de los magníficos avances que está logrando", dijo por su parte el físico Paul Newman, de la Universidad de Birmingham.

ELMUNDO.es

lunes, 19 de diciembre de 2011

Detectan agua como la primitiva de la Tierra en el cometa La Sagra


Detectan agua como la primitiva de la Tierra en el cometa La Sagra
Astrónomos de todo el mundo han detectado la posible existencia de agua primigenia igual a la existente en la Tierra en el cometa "español" P/2010 R2, también conocido como La Sagra, que fue descubierto en septiembre de 2010 por el Observatorio Astronómico de Mallorca (OAM).

A esta conclusión han llegado los 39 científicos especialistas en ciencias planetarias de 18 centros de investigación y universidades de diferentes países que han participado en un intenso programa de seguimiento del cometa hallado desde España.

El cometa P/2010 R2 (La Sagra) pertenece a una rara clase de cometas, los MBC (Main Belt Comets), que contienen materiales primigenios de la formación del sistema solar y de los cuales sólo se conocen 5 cometas más.

Además de la evidencia sobre la potencial existencia de agua primigenia igual a la existente en la Tierra, el estudio ha evidenciado estabilidad en la actividad del cometa, que tiene más de 100 millones de años.

Según el Observatorio de Mallorca, la importancia del cometa P/2010 R2 reside en que es clave por la composición química e isotópica de su hielo atrapado y gases nobles para poder ser comparados con el agua de mar terrestre.

La información obtenida podría desvelar el origen de la vida en la Tierra, por lo cual los raros cometas MBC como el P/2010 R2 son objeto de una intensa corriente de investigación que puede implicar alguna misión espacial para estudiar "in situ" este tipo de cometas.

En el trabajo de investigación internacional sobre el cometa "español" P/2010 R2 (La Sagra) han participado los grandes telescopios Pan-STARRS y Faulkes North de Haleakala, Gemini y Keck en Mauna Kea (Hawaii), el telescopio danés en La Silla (Chile) y el telescopio Isaac Newton en La Palma.

El estudio del cometa descubierto por el Observatorio Astronómico de Mallorca(OAM) ha sido financiado principalmente por el Space Telescope Science Institute, el Astrobiology Institute y la Planetary Science Division de la NASA, además del resto de universidades y centros de investigación implicados.

El cometa fue localizado por los telescopios robóticos que el Observatorio de Mallorca, con sede en Costitx, tiene en la estación de La Sagra, en plena sierra granadina del mismo nombre.

El Observatorio Astronómico de Mallorca (OAM) es líder europeo en descubrimientos de asteroides y cometas y vigilancia del medio ambiente espacial en el marco de la Agencia Europea del Espacio (ESA).

Según el Observatorio, los telescopios robots del OAM han descubierto más de 6.000 nuevos asteroides -algunos de ellos potencialmente peligrosos para la Tierra- y 4 cometas, y ha llevado a cabo más de 1 millón de astrometrías de precisión para las órbitas de asteroides conocidos.

EFE

jueves, 15 de diciembre de 2011

Una nube de gas será engullida por un agujero negro en el centro de la Vía Láctea

Una nube de gas en el centro de la Vía Láctea. ESO/MPE/Marc Schartmann
Un equipo internacional de científicos ha observado un cúmulo de gas que se precipita hacia el agujero negro masivo situado en el centro de nuestra galaxia. El momento de máxima proximidad de la nube será a mediados de 2013, pero los científicos han percibido cómo la fuerza del agujero negro ya le está afectando.

“Es la primera vez que vemos una nube cayendo a un agujero negro”, afirma a SINC Stefan Gillessen, investigador del Insituto Max Plank y autor de un estudio que describe las primeras fases de este fenómeno. “Esto nos va a permitir aprender mucho sobre estos misteriosos objetos”.

La nube tiene una masa tres veces superior a la de la Tierra y se mueve hacia una zona en el centro de la Vía Láctea conocida como Sagitario A. Allí se encuentra una fuente de radio muy compacta y brillante y también se localiza, hipotéticamente, un agujero negro supermasivo.

Los científicos llevan observando la posición y velocidades radiales de la nube desde 2002, lo que les permite afirmar que la trayectoria coincide "extremadamente" con la órbita alrededor de un agujero negro.

“Ya podemos observar cómo la nube comienza a desgarrarse”, relata el investigador. “Las fuerzas de marea del agujero negro [derivadas de la gravedad] ‘estirarán’ la nube más y más en los próximos años”.

Mayor proximidad en 2013

La máxima aproximación al agujero negro sucederá en 2013, según ha estimado el equipo del Intituto Max Plank. “En ese momento la temperatura se incrementará súbitamente, lo que probablemente llevará a una fuerte emisión de rayos X”, predice Gillessen.

“En los próximos años observaremos cómo se ‘alimenta’ el agujero negro”, asegura el astrofísico. “Es un proceso que ocurre en todos los agujeros negros del universo, pero que suceda en el centro de nuestra galaxia nos da una oportunidad única para observarlo”.

Además, los investigadores esperan que este suceso también sirva para probar un modelo teórico sobre la estructura del agujero negro, llamado flujo de adición. Este postula la existencia y distribución de cierta cantidad de gas alrededor del agujero negro.

“Según cómo se perturbe el desarrollo de la nube, podremos determinar si el modelo de flujo de adición es cierto o no”, concluye Gillessen.

SINC

miércoles, 14 de diciembre de 2011

Glashow cree que los científicos del CERN han dado un gran paso

Glashow cree que los científicos del CERN han dado un gran paso
El Premio Nobel de Física Sheldon Lee Glashow ha afirmado que los equipos investigadores del laboratorio de partículas del CERN han dado un "gran paso" en la búsqueda de evidencia sobre la existencia del denominado bosón de Higgs, aunque opinó que "sería más interesante si no estuviera ahí".

Glashow, ganador del Nobel en 1979 junto a su compatriota estadounidense Steven Weinberg y al pakistaní Abdus Salam por sus investigaciones sobre la física de partículas, indicó en una entrevista con Efe que está "contento con la acogida" y la expectación que ha suscitado en el mundo la experimentación en el CERN, pero "la evidencia ofrecida ayer no es convincente".

El científico se refirió así al anuncio del CERN sobre indicios de haber hallado el rastro de la existencia de esa partícula, conforme al postulado del científico británico Peter Higgs, para confirmar el modelo estándar de la física de partículas y comprender las interacciones entre el resto de partículas y las fuerzas que actúan entre ellas, que están al origen de la masa.

Glashow, que ha sido invitado por el programa de divulgación científica "Conciencia" de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), destacó que la experimentación llevada a cabo por los dos equipos del CERN ha requerido la "colaboración de unos 9.000 investigadores doctorados", y señaló que eso es uno de los grandes logros, aunque apuntó que ahora afrontan "muchos otros retos".

Los dos equipos científicos, del experimento ATLAS y del CMS, llevaron a cabo su experimentación en el Gran Acelerador de Hadrones (LHC en sus siglas en inglés) del CERN, un anillo de 27 kilómetros de circunferencia dotado de cuatro gigantescos detectores enterrados entre 50 y 150 metros bajo tierra en la frontera franco-suiza que generan unos 20 millones colisiones por segundo.

Ambos equipos "están de acuerdo en que hay un bosón de Higgs a esa energía" generada, de unos 124-125 gigaelectronvoltios, comentó el físico estadounidense, pero precisó que ahora se trata de ver si los resultados captados son una mera "fluctuación estadística" o si verdaderamente hay "evidencias convincentes" de la existencia del bosón de Higgs.

Apuntó que la evidencia científica sobre existencia o no de esa partícula no podrá ser determinada por lo menos hasta el año próximo, cuando se lleven a cabo nuevos experimentos en el LHC, pero pronosticó que "ninguna de las respuestas va a concluir el tema".

Añadió que el LHC prevé ser clausurado a finales de 2012 para una serie de reparaciones, y reabrir en 2014 para llevar a cabo más experimentación al máximo de su capacidad, lo que debería permitir el hallazgo o no de esa partícula, que observó que algunos pretenden denominar "divina", aunque enfatizó que no tiene nada de eso.

Glashow expresó su deseo de que la experimentación permita "elucidar" el mecanismo que hay detrás y determinar "qué ocurrió al principio de la formación del Universo".

"Mi escenario favorito sería que no hallaran el bosón de Higgs sino algo diferente", porque el modelo estándar que establece las leyes de la física tras el Big Bang es un tanto "barroca" y "parece una teoría correcta pero tiene muchas preguntas sin respuesta", dijo el física estadounidense.

Señaló que esa gran movilización científica no va a tener repercusiones en la vida cotidiana de las personas, aunque si facilitará respuestas sobre el origen de la formación del Universo.

Glashow consideró "razonable pensar que hay vida en otros lugares" en condiciones similares a la Tierra, aunque concluyó que de momento: "Nadie puede viajar por las estrellas".

Por Xavier Barros | EFE

viernes, 9 de diciembre de 2011

Los nobel de Física afirman que la expansión acelerada del Universo lleva a nuevos misterios

Los nobel de Física afirman que la expansión acelerada del Universo lleva a nuevos misterios
El descubrimiento de que el Universo se expande cada vez más deprisa, en contra de lo que se pensaba, no solo ha obtenido la concesión este año del Premio Nobel de Física, sino que ha abierto una puerta hacia nuevos misterios, según uno de los laureados.

Los profesores estadounidenses Saul Perlmutter, Brian Schmidt y Adam Schmidt, galardonados este año con el Nobel de Física por su descubrimiento de "la expansión acelerada del Universo a través de la observación de supernovas distantes", explicaron hoy a Efe la transcendencia e implicaciones de este avance.

Y es que se trató de un descubrimiento inesperado y sorprendente, pues los dos equipos que "competían" en la misma investigación, uno capitaneado por Perlmutter y el otro por Schmidt, lo que realmente estaban estudiando era la expansión cada vez más lenta del Universo, que es lo que se creía hasta 1998.

Perlmutter (1959) explicó que los nuevos conocimientos sobre la expansión del Universo han abierto "una puerta que lleva a un nuevo capítulo de posibilidades para explorar" y lo consideró "muy emocionante".

El astrónomo, que encabezó el equipo Supernova Cosmology Proyect de la Universidad de California durante la investigación que le dio el Nobel, recordó que aún no saben explicar el por qué de esta expansión, lo que representa un nuevo desafío, aunque ya se apunta hacia la "energía oscura" y a las teorías de Albert Einstein.

"Hemos llegado a un descubrimiento, pero este nos conduce a un nuevo misterio. Ahora nos toca descubrir lo que está pasando, por qué el Universo está haciendo una cosa tan loca", relató.

Las supernovas distantes (explosiones de viejas estrellas compactas como el Sol pero tan pequeñas como la Tierra), o más exactamente las de tipo 1a, fueron el objeto de estudio de estos astrónomos, que llegaron a conclusiones sorprendentes.

Después de estudiar más de cincuenta supernovas constataron que la luz procedente de ellas, dependiendo de la distancia, era más débil de lo esperado, lo que llevaba a la conclusión de que el Universo se expande rápidamente, en lugar de perder velocidad.

"Hemos trabajado muy duro en los últimos años intentando desarrollar nuevas técnicas y enfoques", señaló Permultter sobre una explicación a este descubrimiento.

Hasta ahora, la ciencia se mueve en varias direcciones para dar una explicación, pero la que más interés genera es que detrás de este fenómeno se encuentre la "energía oscura", una perfecta desconocida que, sin embargo, constituye el 75 % del Universo.

Riess (1969), componente del segundo equipo en liza, el High-Z Supernova Research Team, que comparte Nobel con Schmidt relató: "ahora estamos intentando entender la naturaleza de la energía oscura, de la que no conocemos su física, ni como funciona, por lo que estamos haciendo observaciones más precisas".

Esta "energía oscura" actuaría de manera que llevaría a la separación del Universo, aunque también se está recuperando la idea de la "constante cosmológica", formulada por Einstein y que incluía en sus ecuaciones para el estudio del espacio, pero que posteriormente abandonó.

Brian Schmidt (1967) de la Universidad Nacional de Australia, donde reside, y jefe del High-Z Supernova Research Team, opinó que este descubrimiento "nos dice cuál es nuestro lugar en el Universo y además es una pieza fundamental del conocimiento, que en un futuro puede llevar a cosas determinantes".

Schmidt un apasionado defensor de la investigación fundamental indicó que "el conocimiento requiere su tiempo y nadie sabe lo que puede dar como resultado".

En este sentido explicó que uno de sus colegas australianos que investigaba sobre los agujeros negros a través de radiotelescopios "no llegó nunca al fin que perseguía" pero con los conocimientos adquiridos llegó a las comunicaciones inalámbricas, "uno de los grandes inventos prácticos de nuestra vida".

"Puedes inventar cosas en las que nunca habías pensado -señaló Schmidt-. No tienes que inventar justo lo que pensabas y esa es la gran belleza de la investigación fundamental".

EFE

lunes, 5 de diciembre de 2011

Los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado

Los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado
Un grupo de investigadores de EEUU han descubierto los dos mayores agujeros negros supermasivos que se han encontrado hasta la fecha. El hallazgo ha sido publicado en la revista científica 'Nature'.

Los agujeros negros son mucho más grandes de lo que esperaban los científicos gracias a las extrapolaciones hechas a partir de las observaciones de las características de la galaxia anfitriona. Estos resultados sugieren que los procesos que influyen en el crecimiento de las mayores galaxias y sus agujeros negros difieren de aquellos que influyen en las galaxias más pequeñas.

Se cree que todas las galaxias masivas con un componente esferoidal albergan agujeros negros supermasivos en sus centros. Las fluctuaciones de luminosidad y de brillo de los quásares en el Universo temprano sugieren que algunos son alimentados por agujeros negros con masas más de 10.000 millones de veces mayores que nuestro sol.

Sin embargo, el agujero negro más grande conocido hasta ahora, perteneciente a la galaxia elíptica gigante Messier 87, tiene una masa de 6.300 millones de masas solares.

El autor principal del trabajo, Ma-Chung Pei, y sus colegas han llegado a estas conclusiones tras la medición de los datos de dos galaxias cercanas, NGC 3842 y NGC 4889. La galaxia NGC 3842 tiene un agujero negro central con una masa de 9.700 millones de masas solares y la NGC 4889 tiene un agujero negro con una masa comparable o mayor.

ELMUNDO.es

sábado, 3 de diciembre de 2011

Un experimento que investiga una nueva partícula que explique la materia oscura

Un experimento que investiga una nueva partícula que explique la materia oscura
La Universidad de Zaragoza (UZ) participa en un experimento en el Laboratorio Europeo de Investigación en Física de Partículas (CERN), con sede en Ginebra (Suiza), que busca demostrar la existencia de una nueva partícula, el axión, que explique la materia oscura, uno de los principales misterios en la Física.

En total, diez científicos de la Universidad de Zaragoza, liderados por el físico Igor García Irastorza, trabajan en el experimento CAST, que trata de detectar el axión, una nueva partícula que sería candidata para formar parte de esa materia oscura que se formó justo después del Big Bang.

De hecho, la materia que compone todo lo que se puede observar representa tan solo un cuatro por ciento del Universo y un 23 por ciento es materia oscura, un tipo de materia no convencional que es invisible. El resto lo formaría la energía oscura, aún más desconocida para los científicos, ha informado la Universidad de Zaragoza en un comunicado.

"La detección del axión supondría una revolución en la física de partículas actual, abriendo una ventana más allá del Modelo Estándar", ha expuesto Igor García Irastorza. El axión explicaría de manera natural por qué materia y antimateria tienen propiedades tan parecidas y podría arrojar luz sobre al hecho de por qué el Universo está lleno de materia y no de antimateria.

Por el momento, los primeros resultados obtenidos de este estudio acaban de ser publicados en la revista científica Physical Review Letters.

Uno de los elementos innovadores de CAST es el uso de técnicas de reducción de 'ruido de fondo'. El grupo de Zaragoza, que participa en este experimento desde su inicio, es experto en estas técnicas, desarrolladas en laboratorios subterráneos como el de Canfranc (Huesca).

A pesar de estar situado en superficie, CAST es un experimento de búsqueda de sucesos poco probables, por lo que se beneficia de materiales de baja radioactividad para los detectores, del uso de blindajes y del desarrollo de algoritmos de discriminación de este ruido de fondo, han apuntado las mismas fuentes.

DESARROLLO DE DETECTORES

Igor García Irastorza lidera un proyecto de excelencia Starting Grant del programa IDEAS del Consejo Europeo para la Investigación (ERC) concedido en 2009 para el desarrollo de dichos detectores. En el grupo de la Universidad de Zaragoza participan además José Carmona Martínez, Theopisti Dafni, Leyre Esteban Otano, Héctor Gómez Maluenda, Gloria Luzón Marco, Julio Morales, Asunción Rodríguez Arruga, Alfredo Tomás Alquézar y José Ángel Villar.

Para Igor García Irastorza algunas observaciones astrofísicas recientes están poniendo a prueba el conocimiento actual de los ambientes estelares o del medio intergaláctico. Según el investigador, la detección de rayos gamma o rayos cósmicos de orígenes muy distantes, o el ritmo de enfriamiento anormalmente rápido en estrellas enanas blancas, entre otras observaciones, han sido interpretadas como posible indicación de la existencia de axiones.

De existir, el axión se produciría en grandes cantidades en el interior de estrellas por conversión de fotones en el seno de campos electromagnéticos del plasma solar. Por lo tanto, una de las maneras más prometedoras de obtener una evidencia directa de estas partículas es buscar el intenso flujo de axiones que sería emitido por el Sol, han indicado desde la institución académica.

Estos axiones pueden ser detectados por medio del mismo principio físico de su producción, su conversión en fotones en un campo magnético intenso producido en el laboratorio.

El Telescopio de Axiones Solares (CAST) se basa en este concepto de detección (denominado helioscopio de axiones) y lleva una década de funcionamiento en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). CAST adapta un imán superconductor de los primeros prototipos construidos para el LHC, instalado en una plataforma orientable y equipado en sus extremos con detectores de rayos X.

La señal de axiones solares esperada es un exceso de rayos X en los detectores cuando el imán está orientado con el Sol, en comparación con el fondo natural observado cuando el imán no apunta al Sol.

SEGUNDA FASE

En su segunda fase, CAST inyecta un gas densidad variable dentro de los tubos del imán donde se produce la conversión axion-fotón, lo que permite explorar el rango de masas en el que se puede encontrar esta partícula. Desde 2008 se utiliza helio-3 para ir a densidades y rangos de masas mayores.

La colaboración acaba de publicar en Physical Review Letters los primeros resultados obtenidos con helio-3. La ausencia de señal positiva ha permitido excluir el axión entre las masas 0.39 y 0.64 eV (electronvoltios). El resto de los datos tomados, actualmente en proceso de análisis, permitirán extender esta exploración hasta masas de 1.17 eV.

Hasta ahora no han aparecido señales del axión en CAST, pero se ha mejorado la sensibilidad respecto a experimentos previos. La colaboración planea nuevas tomas de datos con mayor sensibilidad gracias a la mejora de los detectores de rayos X.

A largo plazo, se proyecta la construcción de un helioscopio de axiones de nueva generación, el Observatorio Internacional de Axiones (IAXO, International Axion Observatory).

IAXO se basa en la construcción de un imán superconductor específicamente concebido para la detección de axiones, junto con el uso de ópticas de rayos X y de detectores de ultra bajo fondo. Supondrá un salto cualitativo en la búsqueda del axión, no limitándose solo a axiones solares. Si el axión existe, IAXO tendrá una alta probabilidad de descubrirlo.

El Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010, está apoyando la actividad del grupo de Zaragoza tanto en CAST como en los estudios preliminares del futuro helioscopio de axiones.

EUROPA PRESS

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