¿Qué es lo que ha pasado?
ATLAS primero y un poco más tarde CMS han realizado la primera observación directa de lo que se denomina quark-gluon plasma en el LHC. Lo que se ha observado es un fenómeno conocido como jet quenching que consiste en ver, en un evento de dos jets, que por conservación de momento deben estar enfrentados, como uno de ellos se degrada enormemente al atravesar dicho plasma. Este tipo de eventos se van a usar para estudiar las propiedades del quark-gluon plasma.
¿Quark gluon que?
El quark-gluon plasma es un conjunto muy caliente de quarks y gluones (2x1012 Kelvin), que bajo dichas condiciones de calor y presión no estan unidos formando hadrones, sino "libres". Este "estado" se creó por primera vez de forma artificial en el experimento RHIC, en BNL (Brookhaven national laboratory) y se ha replicado en el LHC. Se logra haciendo colisionar iones pesados a velocidades relativistas.
El quark-gluon plasma es interesante porque el universo podría haberse encontrado en dicho estado durante su edad más temprana, los primeros micro-segundos y un estudio controlado de sus caracteristicas podría aportar nueva información sobre el comportamiento del universo.
Jet Quenching, ¿WTF?
Un jet es el observable asociado a un quark o un gluón (parton), o dicho de otro modo, es el objeto físico que se observa cuando se ha producido un partón en una colisión como las que tienen lugar en el LHC.
Los partones interacciónan fuertemente y las características de dicha interacción impiden que viajen libremente y sean observados. En lugar de esto, sufren un proceso que se llama hadronización, mediante el cual se "transforman" en un chorro de hadrones que hereda dirección y propiedades del partón original y que son los que finalmente llegan al detector y son medidos. Este chorro de hadrones es lo que se denomina jet.
La propiedad física más simple que sirve para estudiar cosas en el mundo de las colisiones de altas energías es la conservación de momento; En el caso del LHC esto implica que la suma de los momentos en el plano transverso de toooooodas las cosas que observas tiene que sumar cero.
Uno de los ejemplos más sencillos es un suceso con dos jets, y nada más, en el que ambos Jets deben estar, por lo tanto, enfrentados en el plano transverso.
El Jet Quenching se produce cuando se observa uno de estos sucesos de dos Jets en el que uno de ellos se encuentra muy degradado y es lo que se ha medido en estos últimos días.
En el caso de las colisiones entre iones, este tipo de sucesos se producen cuando los dos Jets son producidos en una esquinita de la superposición de ambos iones colisionantes, de tal forma que uno atraviese todo el quark-gluon plasma y el otro prácticamente nada.
Vale, muy bien, ¿Pero por qué narices nos cuentas esto?
Pues porque es el primer resultado "novedoso" del LHC, me hacía ilusión contarlo y estoy aburrido esperando a que terminen de correr unas cosas y me he dicho, pues voy a postearlo en mv. Supongo que en las próximas horas / días tendreis refritos en vuestros blogs y publicaciones científicas favoritas de gente con mucha más capacidad literaria que yo.
Comunicado de Prensa del CERN
Noticia en El Pais
BONUS Explicación de lo que veis en la foto:
Lo que estais viendo es un evento medido por ATLAS, distintas proyecciones del mismo. El más sencillo de explicar es la sección transversal del detector (la cosa circular de abajo a la izquierda).
Las lineas de colores de la zona más interna son trazas que indican que por ahí ha pasado una partícula cargada. En esa zona del detector esta submergida en un campo magnético transversal a la figura (de dentro a fuera) que provoca que las partículas cargadas curven su trayectoria. Eso permite medir el momento de dichas partículas.
Se ven claramente dos aglomeraciones de lineas enfrentadas, que son los dos Jets del evento.
Los cuadraditos amarillos son depósitos de energía que dejan todo tipo de partículas al interaccionar con el calorímetro, bien electromagnético (verde) o hadrónico (rojo).
La energía de fotones y electrones se miden de forma casi exclusiva con el electromagnético, mientras que la energía del resto se miden con una combinación de ambos.
Como veis, en un lado tienes un depósito de energía muy grande y con una estructura clara, como ocurre en un jet normal, mientras que en el otro, el depósito es mucho más reducido y difuso, esta es la señal del jet quenching
Las otras figuras son otras proyecciones, en 3D arriba a la derecha y las otras dos son el el plano eta-phi, que es básicamente theta-phi en coordenadas esféricas. Arriba a la izquierda del momento de las trazas y abajo a la derecha de los depósitos en el calorímetro.
