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EL CERN Y EL BOSON DE HIGGS

Artículo publicado el 4 de JULIO de 2012 en el Institute Max Planck.

En un seminario que se ha celebrado hoy en el CERN como apertura de la principal conferencia de física de partículas del año, ICHEP 2012 en Melbourne, los experimentos ATLAS y CMS presentaron sus últimos resultados preliminares en la búsqueda de la partícula de Higgs. Ambos experimentos observaron una nueva partícula en la región de masa alrededor de los 125-126 GeV.

“Observamos en nuestros datos claros signos de una nueva partícula, al nivel de 5 sigma, en la región de masa alrededor de 126 GeV. El excepcional rendimiento del LHC y ATLAS y los enormes esfuerzos de mucha gente nos han llevado hasta este emocionante punto”, dice la portavoz del experimento ATLAS Fabiola Gianotti, “pero hace falta un poco más de tiempo para preparar estos resultados para su publicación”.

“Los resultados son preliminares pero la señal que observamos de 5 sigma alrededor de 125 GeV es inequívoca. Es una nueva partícula. Sabemos que debe ser un bosón y que es el más pesado jamás encontrado”, dice el portavoz del experimento CMS Joe Incandela. “Las implicaciones son muy significativas y es precisamente por esta razón por la que debemos ser extremadamente diligentes en todos nuestros estudios y comprobaciones”.

“Es difícil no emocionarse con estos resultados”, dice el Director de Investigación del CERN Sergio Bertolucci. “El pasado año 2012 afirmamos que encontraríamos una partícula similar al Higgs o excluiríamos la existencia del Higgs del Modelo Estándar. Con toda la precaución necesaria, me parece que estamos en la encrucijada: la observación de esta nueva partícula indica el camino futuro hacia una comprensión más detallada de lo que vemos en los datos”.

Los resultados presentados hoy se catalogan como preliminares. Se basan en datos recopilados en 2011 y 2012 aún en proceso de análisis. Se espera la publicación de los análisis presentados hoy para finales de julio. A finales de año aparecerá una descripción más completa de las observaciones de hoy, después de que el LHC proporcione más datos al experimento.

El siguiente paso es determinar la naturaleza concreta de la partícula y su relevancia para nuestra comprensión del universo. ¿Sus propiedades son las esperadas para el bosón de Higgs, el ingrediente final que falta en el Modelo Estándar de la física de partículas? ¿O es algo más exótico? El Modelo Estándar describe las partículas fundamentales a partir de las cuales nosotros, y todo el universo visible, está hecho y las fuerzas que actúan entre ellas. Toda la materia que podemos ver, no obstante, parece ser apenas el 4% del total. Una versión más exótica de la partícula de Higgs podría establecer un puente para comprender el 96% del universo que permanece en la oscuridad.

“Hemos alcanzado un hito en nuestra comprensión de la naturaleza”, dice el Director General del CERN Rolf Heuer. “El descubrimiento de una partícula consistente con el bosón de Higgs abre el camino a estudios más detallados, que requieren más estadística, que establecerán las propiedades de la nueva partícula y probablemente arrojarán luz sobre otros misterios de nuestro universo”.

La identificación positiva de las características de la nueva partícula necesitará de un considerable tiempo y datos. Pero sea cual sea la forma que tome la partícula de Higgs, nuestro conocimiento de la estructura fundamental de la materia está a punto de dar un gran paso adelante.
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Artículo publicado por Withney Clavin el 14 de Marzo de 2012 en JPL.

La NASA ha desvelado un nuevo atlas y catálogo de todo el cielo en infrarrojo mostrando más de 500 millones de estrellas, galaxias y otros objetos captados por la misión WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer).

“Hoy WISE nos entrega a la comunidad astronómica el fruto de 14 años de esfuerzo”, dice Edward Wright, investigador principal de WISE en UCLA, que empezó a trabajar por primera vez en la misión, junto a otros miembros del equipo, en 1998.
Mosaico de imágenes de WISE

WISE se lanzó el 14 de diciembre de 2009, y cartografió todo el cielo en 2010, con una sensibilidad mucho mayor que sus predecesores. Recopiló más de 2,7 millones de imágenes tomadas en cuatro longitudes de onda infrarrojas, captando todo, desde asteroides cercanos a galaxias lejanas. Desde entonces, el equipo ha estado procesando más de 15 billones de bytes de datos retornados. El pasado mes de abril se hizo una publicación preliminar de datos de WISE, que cubrían la primera mitad del cielo analizado.

El catálogo de WISE de todo el cielo cumple el objetivo fundamental de la misión. Las exposiciones individuales de WISE se han combinado en un atlas de más de 18 000 imágenes que cubren todo el cielo, y un catálogo que lista las propiedades infrarrojas de más de 560 millones de objetos individuales encontrados en las imágenes. La mayor parte de objetos son estrellas y galaxias, con un número aproximadamente similar de cada uno. Muchos de ellos nunca se habían observado antes.

Las observaciones de WISE han llevado a numerosos descubrimientos, incluyendo la esquiva clase de estrellas más frías. Los astrónomos buscaron estas estrellas fallidas, conocidas como “enanas-Y”, durante más de una década. Debido a que se han estado enfriando desde su formación, no brillan en luz visible y no pudieron observarse hasta que WISE cartografió el cielo con su visión infrarroja.

WISE también estudió los asteroides cercanos a la Tierra, encontrando que hay significativamente menos objetos de tamaño mediano de lo que se pensaba anteriormente. También determinó que la NASA ha encontrado más del 90 por ciento de los asteroides grandes cercanos a la Tierra.

Hubo otros descubrimientos inesperados. WISE encontró el primer asteroide “Troyano” en compartir el mismo camino orbital que la Tierra alrededor del Sol. Una de las imágenes publicadas hoy muestra una sorprendente visión de un “eco” de luz infrarroja alrededor de una supernova. El eco quedó grabado en las nubes de gas y polvo cuando el destello de luz de la explosión de la supernova calentó las nubes de alrededor. Como resultado, se han publicado al menos 100 artículos procedentes del estudio de WISE. Se esperan más descubrimientos, ahora que los astrónomos tienen acceso a todo el cielo tal y como lo ha visto la nave.

“Con la publicación del catálogo y atlas de todo el cielo, WISE se une al panteón de grandes estudios del cielo que han llevado a muchos descubrimientos notables sobre el universo”, dice Roc Cutri, que lidera el procesado de datos de WISE y el esfuerzo de archivado en el Centro de Análisis Infrarrojo y de Procesado del Instituto Tecnológico de California en Pasadena. “Será emocionante y gratificante ver las innovadoras formas en que la ciencia y las comunidades educativas usarán WISE en sus estudios ahora que tienen los datos a su alcance”.
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Artículo publicado por Andy Freeberg el 23 de Febrero de 2012 en la Universidad de Stanford.

Los planetas nómadas no orbitan estrellas, pero pueden transportar vida bacteriana, dicen los investigadores del Instituto Kavli.

Nuestra galaxia puede estar inundada de planetas sin hogar, vagando por el espacio en lugar de orbitando una estrella.

De hecho, puede haber más de 100 000 veces más “planetas nómadas” que estrellas en la Vía Láctea, de acuerdo con un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Kavli para Astrofísica y Cosmología (KIPAC), un instituto conjunto de la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC.

Si las observaciones confirman la estimación, esta nueva clase de objeto celeste afectará a las actuales teorías de formación planetaria, y podría cambiar nuestra comprensión del origen y abundancia de vida.
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Artículo publicado el 21 de Febrero de 2012 en Hubble News.

Observaciones realizadas con el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA han dado con una nueva clase de planeta, un mundo acuoso envuelto por una gruesa y vaporosa atmósfera. Es menor que Urano, pero mayor que la Tierra.

Un equipo internacional de astrónomos, dirigidos por Zachory Berta del Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica (CfA), realizó las observaciones del planeta GJ 1214b.

“GJ 1214b es distinto a cualquier otra planeta que conozcamos”, dice Berta. “Una gran cantidad de su masa está compuesta de agua”.
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Artículo publicado el 8 de Febrero de 2012 en IAC.

El método desarrollado permite desentrañar la historia de la formación estelar (HFE) en las galaxias a partir del color y el brillo de sus estrellas individuales.

Gracias a este procedimiento se ha logrado descifrar la HFE de la galaxia M32, una de las dos únicas galaxias elípticas enanas del Grupo Local, donde se encuentra la Vía Láctea.

Realizar ‘estudios demográficos’ en poblaciones de estrellas de otras galaxias no es una tarea fácil. ¿Cuántas estrellas se han formado a lo largo de la vida de una galaxia? ¿Cómo saber la edad, masa y abundancia química de estas estrellas observándolas en la distancia? ¿De qué forma se distribuyen estos habitantes estelares dentro de la población de la galaxia? Los investigadores del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y el Departamento de Astrofísica de la Universidad de La Laguna (ULL) Sebastián Hidalgo y Antonio Aparicio han desarrollado un método que permite desentrañar la historia de la formación estelar (HFE) en las galaxias a partir de dos variables de sus estrellas individuales: su brillo (magnitud) y su color.
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Artículo publicado el 31 de Enero de 2012 en NASA.

El Explorador del Límite Interestelar (IBEX) de la NASA ha captado la mejor y más completa visión de lo que hay más allá de nuestro Sistema Solar. Las nuevas medidas nos dan pistas sobre cómo y dónde se formó el Sistema Solar, las fuerzas que físicamente le dan forma, y la historia de otras estrellas de la Vía Láctea.

La nave, que orbita alrededor de la Tierra, observó cuatro tipos distintos de átomos incluyendo el hidrógeno, oxígeno, neón y helio. Estos átomos interestelares son subproductos de estrellas más antiguas, las cuales se extienden por toda la galaxia y llenan el vasto espacio entre las estrellas. IBEX determinó la distribución de estos elementos fuera del Sistema Solar, que son un flujo de partículas cargadas y neutras que viajan a través de la galaxia, o lo que se conoce como viento interestelar.
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Artículo publicado por Withney Clavin el 26 de Enero de 2012 en NASA.

La misión Kepler de la NASA ha descubierto 11 nuevos sistemas planetarios que albergan 26 planetas confirmados. Estos descubrimientos casi duplican el número de planetas verificados por Kepler y triplican el número de estrellas conocidas que tienen más de un planeta que las transita, o pasa frente a ellas. Tales sistemas ayudarán a los astrónomos a comprender mejor cómo se forman los planetas.

Los planetas orbitan cerca de sus estrellas madre y varían en tamaño, de 1,5 veces el radio de la Tierra a mayores que Júpiter. Quince están entre el tamaño de la Tierra y Neptuno. Se requerirán posteriores observaciones para determinar cuáles son rocosos, como la Tierra, y cuáles tienen gruesas atmósferas gaseosas como Neptuno. Los planetas orbitan sus estrella una vez entre 6 y 143 días. Todos están más cerca de sus estrellas de lo que Venus lo está del Sol.
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Artículo publicado por Anne Trafton el 19 de Enero de 2012 en MIT News.

El descubrimiento podría ofrecer pistas sobre la naturaleza de la materia oscura.

Las galaxias como la Vía Láctea se cree que se forman a lo largo de miles de millones de años, a través de la unión de muchas galaxias menores. Como resultado, se espera que haya muchas galaxias enanas menores dispersas alrededor de la Vía Láctea. No obstante, se han observado muy pocas de dichas minúsculas galaxias reliquia, lo que ha llevado a los astrónomos a concluir que muchas de ellas deben haber tenido muy pocas estrellas, o estar hechas casi por completo de materia oscura.

En un descubrimiento anunciado el 18 de enero, un equipo de investigadores que incluye a un estudiante de posdoctorado del MIT, ha encontrado una galaxia enana oscura aproximadamente a 10 000 millones de años luz de la Tierra. Es sólo la segunda de tales galaxias en ser observada fuera de nuestra región local del universo, y es, de lejos, la más lejana.
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Artículo publicado el 19 de Octubre de 2011 en NASA.

El Telescopio Espacial Spitzer ha detectado signos de cuerpos helados cayendo sobre otro sistema solar. El aguacero se asemeja al que sufrió nuestro propio sistema solar hace varios miles de millones de años, durante un período conocido como el “Bombardeo Pesado Tardío”, que pudo haber traído a la Tierra, el agua y otros ingredientes que forman la vida.

Durante esta época, los cometas y otros objetos helados, que fueron arrojados desde el exterior del Sistema Solar, golpearon a los planetas interiores. La andanada dejó cicatrices en nuestra Luna y produjo grandes cantidades de polvo.
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Artículo publicado el 12 de Octubre de 2011 en ESO.

Los científicos han utilizado el Telescopio Muy Grande (VLT) de ESO en Chile para estudiar el Universo primitivo en distintos momentos, justo cuando se estaba volviendo transparente a la luz ultravioleta. Esta fase breve pero espectacular en la historia cósmica – conocida como reionización -, se produjo hace unos 13 mil millones de años. Al estudiar cuidadosamente algunas de las galaxias más lejanas detectadas hasta ahora, el equipo fue capaz de establecer por primera vez un calendario de la reionización. También demostraron que esta fase debió ocurrir más rápido de lo que los astrónomos pensaban.

Un equipo internacional de astrónomos usó el VLT de ESO en Cerro Paranal (Chile) como una máquina del tiempo para viajar al pasado, hacia el Universo primitivo, y poder observar varias de las galaxias más lejanas detectadas hasta la fecha. El equipo fue capaz de medir sus distancias con precisión y determinó que las estamos viendo tal como eran entre 780 millones y mil millones de años después del Big Bang.
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Artículo publicado el 10 de Octubre de 2011 en IAC.

Un equipo internacional, con la colaboración del IAC, descubre que las galaxias del universo temprano, ubicadas a 8000 millones de años luz, no son tan densas como se pensaba hasta el momento.

La investigación aporta nuevos datos para esclarecer el misterio de cómo las galaxias que nacen densas y pequeñas en su juventud alcanzan luego tamaños grandes como la Vía Láctea.
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Artículo publicado el 5 de Octubre de 2011 en ESA.

Un equipo de astrónomos que usa el Observatorio Espacial Herschel de la ESA ha descubierto el primer cometa que contiene agua con una composición isotópica similar a la de los océanos de la Tierra. Esta detección, en el cometa 103P/Hartley 2, muestra que, contrariamente a la creencia anterior, los cometas pueden haber desempeñado un papel importante llevando agua a nuestro planeta, y que las reservas de agua similar a la terrestre en el Sistema Solar son mucho mayores de lo que se sospechaba.

Hoy en día, más del 70 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta de agua. En los primeros días de nuestro planeta, sin embargo, su superficie estaba tan caliente que causó que el agua y otros compuestos volátiles se evaporasen. Los investigadores coinciden en que el agua actualmente presente en la Tierra llegó en una etapa posterior de la evolución del planeta, muy probablemente gracias a cometas y asteroides. La contribución relativa de cada clase de objeto al abastecimiento de agua de nuestro planeta es, sin embargo, aún tema de debate.

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Artículo publicado por Robert Sanders el 4 de Octubre de 2011 en la Universidad de Berkeley.


El mayor estudio hasta la fecha de estrellas lejanas en explosión está dando a los astrónomos nuevas pistas de lo que hay detrás de las supernovas de Tipo Ia, que se utilizan para medir distancias a través del cosmos.

Estas explosiones estelares ayudaron a los astrónomos a concluir hace más de una década que la energía oscura está acelerando la expansión del universo, y hoy (martes, 4 de octubre) los descubridores obtuvieron – incluyendo al físico de la Universidad de Berkeley Saul Perlmutter – el Premio Nobel de Física 2011 - la confirmación de tal hipótesis. Pero qué causa dichas explosiones sigue siendo un misterio. Muchos astrónomos pensaban que las estrellas enanas blancas arrastraban materia desde sus compañeras estelares normales, y engordaban hasta estallar. Por otra parte, si la estrella no fuese binaria aún persistiría el misterio.

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