UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

El detector CMS, en el que han trabajado investigadores del , ha registrado perfectamente el inicio de la actividad del

El (LHC) del (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) ha logrado hoy realizar por primera vez entre con una energía total de , unas 7000 veces su propia masa. Desde la colaboración CMS, que opera uno de los cuatro grandes detectores del acelerador en los que se estudian estas colisiones y en la que participan los grupos españoles del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, centro mixto CSIC-Universidad de Cantabria), el CIEMAT, la Universidad de Oviedo y la Universidad Autónoma de Madrid, han confirmado que el detector ha registrado perfectamente el inicio de la actividad del LHC. Esto supone el comienzo de una nueva etapa de exploración científica de los componentes elementales de la materia -tanto los conocidos como el pesado “quark top”- a los que se espera descubrir: desde el bosón de Higgs a las partículas supersimétricas.

Los científicos del IFCA siguieron con gran expectación la jornada, tanto desde Ginebra, donde la catedrática de la UC Teresa Rodrigo se encuentra actualmente trabajando, como desde Santander, donde tuvo lugar la retransmisión de las imágenes provenientes del CERN. “Realmente es un día muy esperado”, comentaba desde Suiza Teresa Rodrigo. “Hemos tenido que esperar unas pocas horas más de lo previsto, pero horas, días o incluso meses no tiene mucha importancia en la escala de estos proyectos. En los próximos meses esperamos registrar muchas más colisiones como estas que acabamos de ver. Otro trabajo empieza, si cabe más excitante, en una nueva región no explorada y por supuesto esperamos lo mejor de esta nueva etapa”, dijo la investigadora.

El momento histórico se produjo a las 12.59 horas, cuando el centro de control del LHC indicaba que los haces de protones previamente acelerados comenzaban a colisionar entre sí de forma estable. Simultáneamente, los distintos subdetectores del experimento CMS empezaban a detectar el paso de las partículas subatómicas producidas en estas colisiones. Momentos más tarde, y gracias a la rapidez del sistema de procesado de datos, las señales estaban analizadas y los científicos, y también el público que seguía el acontecimiento en directo, podía ver las primeras imágenes correspondientes a estas colisiones a 7 TeV.

Los dos haces de protones circularon en el LHC durante unos 40 minutos antes de ser extraídos de forma segura. Durante todo este tiempo, CMS estuvo completamente operativo y se observaron miles de colisiones. Los datos fueron rápidamente almacenados y procesados por una inmensa granja de ordenadores en el CERN antes de ser distribuidos a unos 40 centros de procesado de datos de todo el mundo (entre ellos en España, tanto en el IFCA con su Centro de Procesado de Datos –CPD-, como en el CIEMAT), y puestos a disposición de los físicos de partículas que colaboran en todo el mundo para un análisis más detallado.

El primer objetivo de CMS es medir con precisión la posición del punto de origen de las colisiones a fin de proporcionar información al LHC para un mejor ajuste de la configuración de haces. Este cálculo se realizó en tiempo real y mostró que las colisiones se estaban produciendo a 0,1 milímetros del centro exacto del detector, una medida que ilustra la impresionante precisión del LHC en estos primeros momentos de funcionamiento y la capacidad de operación del detector CMS. Según los investigadores que están en Ginebra, todos los componentes del mismo están funcionando de manera excelente, desde los sistemas de detección y adquisición de datos, hasta el software de reconstrucción y el procesado de datos distribuido (Grid).

“Este es el momento para el que hemos estado preparándonos durante muchos años. Estamos en el umbral de un nuevo territorio sin explorar que podría contener la respuesta a algunas de las principales cuestiones de la física moderna”, dijo el portavoz de CMS, Guido Tonelli. ¿De qué está compuesto el universo? ¿Pueden las fuerzas de interacción conocidas integrarse en una Gran Fuerza de unificación? La respuesta a estas preguntas puede surgir de la detección de nuevas partículas que se producirían en este nuevo régimen de energía.

“Pronto comenzará una búsqueda sistemática del bosón de Higgs, así como de partículas predichas por nuevas teorías tales como la supersimetría, que podría explicar por ejemplo la presencia de materia oscura abundante en el universo”, dijo Tonelli. Según el portavoz de la colaboración, “si existen y se producen en el LHC estamos seguros de que CMS será capaz de detectarlas. Pero antes es fundamental comprender en detalle este complejo detector que es CMS. De hecho ya estamos comenzando a estudiar las partículas conocidas del modelo estándar con gran precisión, lo que va a permitir una evaluación precisa de la respuesta del detector. En resumen, estamos iniciando una nueva etapa que esperamos nos depare un avance importante en la comprensión de la naturaleza”.

EXPERIMENTO DE IMPACTO

CMS es uno de los dos experimentos de propósito general que operan en el LHC cuyo objetivo es encontrar resultados de “nueva física”. Está diseñado para detectar una amplia gama de partículas producidas en las colisiones protón-protón y se espera que ayude a encontrar respuesta a preguntas fundamentales sobre el comportamiento del universo. Medirá las propiedades de partículas conocidas con una precisión sin precedentes y estará preparado para observar fenómenos imprevistos. Este tipo de investigación puede dar origen a nuevas tecnologías con gran impacto en el mundo actual. Está estimado que la etapa del LHC que comienza ahora dure dieciocho meses, tiempo en principio suficiente para acumular datos con los que explorar posibles rastros de “nueva física”.

El diseño conceptual del experimento CMS se remonta a 1992. La construcción del detector, de 15 metros de diámetro por 21 de largo con un peso de 12.500 toneladas, ha llevado más de quince años de esfuerzo. CMS es además una de las mayores colaboraciones internacionales existentes: reúne a más de 3.600 científicos e ingenieros de 182 instituciones y laboratorios distribuidos en 39 países de todo el mundo. La participación española en CMS ha sido importante desde su inicio. Involucra a casi un centenar de físicos e ingenieros pertenecientes a cuatro centros: CIEMAT, IFCA, Universidad Autónoma de Madrid y Universidad de Oviedo. La contribución española más relevante está centrada en el diseño, construcción y operación del detector de muones, así como en la infraestructura de computación para el análisis de los datos.