Un operario examina el experimento LHCb / NSF

Los científicos del mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC de Ginebra, han descubierto una nueva partícula: el pentaquark.

El hallazgo, anunciado hoy por el laboratorio europeo de física de partículas CERN, lo ha hecho el equipo del experimento LHCb y confirma la existencia de una nueva forma de organizar la materia a nivel subatómico. El pentaquark recibe su nombre porque está compuesto de cinco partículas fundamentales.

Toda la materia que conocemos se organiza a nivel subatómico de diferentes maneras. Los protones y los neutrones, por ejemplo, están formados por tres quarks. Otro tipo de ensamblaje lo componen los mesones, formados por pares de quarks hechos de materia y antimateria. Más allá de estas dos categorías, se sabía que la materia podía componer otras variantes más exóticas que, sin embargo, nunca habían sido observadas.

Una posible estructura del pentaquark / CERN

 

El experimento LHCb ha permitido ahora encontrar una nueva variante formada de cuatro quarks de materia convencional y un antiquark, hecho de antimateria.

“Vimos un pico en las gráficas muy parecido al que se veía cuando el bosón de Higgs fue descubierto”, explica a Materia Guy Wilkinson, portavoz del experimento, uno de los cuatro grandes del CERN.

Curiosamente los datos aparecieron en la primera ronda de experimentos en el CERN, que terminó hace dos años. No fue hasta hace tres o cuatro meses que los científicos se toparon con esos datos. Hasta hace muy poco se estuvo comprobando que lo que veían no podía deberse a otra cosa sino a la existencia de una nueva partícula, explica Wilkinson. Ahora, el nivel de confianza está alrededor de nueve sigma, muy por encima de los cinco que se necesitan en física para reclamar un descubrimiento, resalta. Los detalles del hallazgo, anunciado hoy, están disponibles en arxiv.org y se han enviado a la revista Physical Review Letters.

Dentro del estándar

Vimos un pico en las gráficas muy parecido al que se veía cuando el bosón de Higgs fue descubierto

 

El primero en proponer la existencia de mesones y bariones hacia más de medio siglo fue Murray Gell-Mann en 1964, lo que le valió el Nobel de Física en 1969. Su modelo también predecía la existencia de partículas compuestas más exóticas como la recién descubierta. Esta nueva partícula “nos puede permitir entender de qué está compuesta la materia ordinaria, los protones y neutrones de los que estamos hechos”, dice Wilkinson.Probablemente, añade, no haya solo un tipo de pentaquark sino varios, y ahora toca buscarlos durante la presente ronda de experimentos en el LHC.

El objetivo más preciado del LHC, que ha empezado a funcionar al doble de potencia, es encontrar física más allá del llamado modelo estándar, que describe las leyes físicas que gobiernan la materia conocida. El nuevo hallazgo no llega a tanto, aunque es de gran importancia. “El modelo de quarks, propuesto hace más de 50 años no excluye la posibilidad de que existan partículas formadas por más de tres quarks, pero estos llamados hadrones exóticos solo empezaron a dar muestras de su existencia hace pocos años”, ha explicado Juan Saborido, responsable del grupo de la Universidad de Santiago de Compostela participante en LHCb, en una nota de prensa del CPAN. Para el investigador español, el descubrimiento de estas nuevas partículas formadas por cinco quarks, “no implica física más allá del Modelo Estándar, pero es un hallazgo muy importante para el entendimiento de la estructura de los hadrones”.

El pentaquark ha sido descubierto observando los productos de colisiones entre bariones y estudiando las partículas resultantes. Así han desvelado la existencia de dos estados intermedios de la materia cantidad de datos acumulada por el LHV indican la existencia de la nueva partícula.

“Hemos aprovechado la gran cantidad de datos acumulada por el LHC y la excelente precisión de nuestro detector para comprobar a qué se deben esas señales”, ha explicado Tomasz Skwarnicki , científico del LHCb, en una nota de prensa del CERN. “Nuestra conclusión es que solo pueden explicarse por la existencia de pentaquarks”, añade.

Ahora el gran misterio es cómo se sostienen los pentaquarks. Una posibilidad es que sus cinco componentes estén bien unidos. La otra es que sean el producto de la unión entre una barión y un mesón.

Fuente: El País

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Plutón está situado en el último lugar de los planetas del Sistema solar (hasta donde podemos saber), arriba en la primera imagen se muestra un esquema de su situación y en la segunda imagen podemos contemplar una composición del planeta enano compuesta desde imágens incompletas del Hubble. Desde que hace 9 años partíó desde la Tierra la misión New Horizons, que viajando a unos 50.000 km por hora no ha podido llegar hasta el día de hoy a las proximidades del pequeño planeta, ahora estaremos pendientes de los datos que envíe la sonda espacial para conocer mejor ese pequeño mundo y sus alrededores.

Con un un diámetro de 2.300 Km., Plutón es más pequeño que nuestra Luna.La llegada de la sonda New Horizons, sobre las 11.49 GMT, a las cercanías del pequeño planeta, nos facilitará nuevos conocimientos sobre sus caracterísitcas menos conocidas del misterioso mundo helado situado a unos 6.000 millones de kilómetros del Sol.

Esta es la imagen más reciente obtenido del pequeño mundo. New Horizons ya ha detectado signos de una capa polar. Plutón es tan frío que el nitrógeno que respiramos en la Tierra allí existe en forma de hielo, pero es posible que una tenue atmósfera de nitrógeno rodee al planeta enano. Las fotos que logre sacar serán las primeras en revelar si hay elevaciones y depresiones profundas en su superficie o si la topografía es más ondulada.

La expedición también podrá revelar la presencia de otras sustancias químicas: aunque el neón es un gas en la Tierra, podría encontrarse de forma líquida en Plutón, quizá fluyendo en ríos sobre la superficie.

El nitrógeno en la atmósfera podría caer como si fuera nieve. Otra pregunta que se hacen los científicos es por qué cambia tanto el brillo de Plutón (mucho más que cualquier otro mundo observado desde la distancia). Una mirada cercana, dicen, puede revelar procesos planetarios nunca antes vistos.

Recreación de Plutón (izquierda) junto a Caronte (derecha). NASA | ESA | G. BACON

A pesar de la gran distancia que le separa del Sol -29 veces más que la existente entre el Astro Rey y la Tierra- telescopios de gran precisión han sido capaces de obtener datos de Plutón, el planeta enano que fue reclasificado como tal en 2006 y que, hasta entonces, se le consideraba el más pequeño y lejano del Sistema Solar.

Los estudios realizados por la NASA teorizan sobre la posibilidad de que en el pasado existió agua bajo las frías capas de una sus lunas, Caronte (Charon en inglés), considerada como la más grande que gira a su alrededor.

Y por último, ahora con la sonda New Horizons  esperan obtener más información sobre Caronte, la luna más grande de Plutón y sus otros cuatro satélites: Estigia, Nix, Cerberos e Hidra.

                                   Aquí tenemos una comparación de la Tierra y la Luna con Plutón y Caronte

Se cree que Plutón y Caronte pudieron haber sido dos cuerpos que colisionaron antes de entrar en órbita mutua. La colisión habría sido lo suficientemente violenta como para llevar a punto de ebullición los hielos volátiles como el metano, pero no lo suficiente para ser interrumpida.

En un trabajo de simulación publicado en 2005, Robin Canup  sugiere que Caronte pudo haberse formado por un impacto gigantesco hace alrededor de 4.500 millones de años, de manera similar a la Tierra y la Luna. En este modelo un objeto grande del cinturón de Kuiper golpea Plutón a gran velocidad, destruyéndose a sí mismo y esparciendo gran parte del manto exterior del planeta. Luego Caronte se forma por la fusión de los restos. Sin embargo, un impacto de esas características resultaría en un Plutón más rocoso y un Caronte con más hielo del que los científicos han encontrado.

Todas esas conjeturas pueden ser confirmadas o negadas a partir de los nuevos datos que la sonda New Horizons nos enviará a partir de hoy.

emilio silvera

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 El hombre conquista el último mundo con la llegada del «New Horizons» a Plutón

gonzalo lópez / madrid

Día 14/07/2015 – 04.09h

Después de más de nueve años de viaje, el próximo 14 de julio, la sonda «New Horizons» alcanzará las proximidades de Plutón

 

 

abc

La sonda va provista con el «Student Dust Counter», que analizará las partículas

Cuando emprendas tu viaje a Ítaca pide que el camino sea largo, lleno de aventuras, lleno de experiencias, no temas a los lestrigones ni a los cíclopes, ni al colérico Poseidón», decía Cavafis en su poema «Viaje a Ítaca». Quizás para recordar que es imposible comenzar una importante empresa si no se está dispuesto a experimentar la incertidumbre de lo desconocido, que no se puede llegar a ningún destino sin caminar y tropezar con piedras.

Cuando la pequeña sonda «New Horizons» partió en enero de 2006 con dirección a Plutón, los científicos de la NASA estaban dispuestos a sumergirse en un largo e incierto viaje, repleto de aventuras. El objetivo era lanzar la nave más veloz hasta la fecha para llegar a los horizontes de lo conocido, en los confines del Sistema Solar, y ampliarlos un poco más.

Después de más de nueve años de viaje, cuando este 14 de julio la sonda llegue a las proximidades de Plutón, la «New Horizons» será la primera nave en llegar a este planeta enano y después en la primera exploradora del Cinturón de Kuiper, una vasta región del espacio más allá de Neptuno, repleta de rocas, cometas y pequeños mundos helados.

«La primera visita a Plutón es un hecho crucial en la historia de la ciencia y la exploración. El vuelo de la «New Horizons» es especialmente importante porque revelará con detalle la naturaleza del planeta doble formado por Plutón y Caronte (se habla de un planeta doble, porque ambos giran en torno a un centro común, y no uno alrededor del otro, como en el caso de la Tierra y la Luna), lo que ayudará a entender cómo se formaron. Además, permitirá observar de cerca los cuerpos que forman el Cinturón de Kuiper», explica a ABC Henry Throop, integrante de la misión y miembro del Instituto de Ciencia Planetaria, en Arizona, EE.UU.

Primera toma de contacto con Plutón

Para esta exploración, la «New Horizons» cuenta con siete instrumentos principales, entre ellos una potente cámara de fotos acoplada a un telescopio, otra cámara para trazar mapas en alta resolución de la superficie y un detector de partículas que analizará el polvo presente en las proximidades del planeta. Además, lleva otras herramientas para analizar la composición de la superficie y la atmósfera. Todo ello confinado en una pequeña nave con forma de piano que no llega a los 500 kilos.

Para los científicos, lo más emocionante es no saber qué se van a encontrar: «Lo realmente fascinante acerca de Plutón es que apenas sabemos nada de él. Incluso las cosas más básicas, como su origen, su tamaño o la edad de su superficie, son realmente desconocidas», explica Henry Throop, que añade: «Mientras que hemos estado en Marte una docena de veces, en Plutón aún tenemos que hacer el primer reconocimiento».

Por ello, la NASA tiene puestas grandes esperanzas en este histórico primer vistazo a Plutón. Creen que podrían encontrar una geología inédita, una extraña atmósfera o alguna nueva luna que sumar a las cinco que ya se conocen. «Pero una cosa que hemos aprendido al estudiar el Sistema Solar es que cuando exploramos nuevos mundos, acabamos encontrando algo más sorprendente de lo que podíamos imaginar», avisa Throop.

Sorpresas aparte, con la llegada a Plutón y al Cinturón de Kuiper, el hombre habrá explorado las partes más significativas del Sistema Solar al menos una vez. Además, podrá explorar una región que es como un «vertedero» donde quedan restos de las materias primas con que se construyó el sistema planetario. Por ello, el miembro de la misión explica que «ahora vamos a poder estudiar la formación del Sistema Solar».

Viaje al origen del Sistema Solar

Para hacerlo, la sonda va provista con el «Student Dust Counter» (contador de polvo de los estudiantes), realizado por alumnos de la universidad de Colorado en Boulder para analizar las partículas microscópicas que encuentre a su paso y que, a juicio de Throop, «es como una máquina del tiempo que nos puede mostrar el estado del Sistema Solar, tal como era hace 4.500 millones de años».

Además, los descubrimientos que haga la «New Horizons» quizás devuelvan a Plutón la categoría de planeta. O, como opina Throop, consigan que «la Unión Astronómica Internacional (IAU, en inglés) elabore una buena definición de planeta». Mientras eso ocurre, muchos científicos siguen sin estar de acuerdo con la «degradación» de Plutón y recuerdan que la definición de planeta –cuerpo que orbita alrededor del Sol, que tiene suficiente gravedad como para tener forma esférica y una órbita despejada de restos– deja fuera de la categoría de planeta a la Tierra, si se interpreta literalmente, puesto que nuestro planeta tiene un satélite y que su esfera está achatada.

Al margen de este debate, en los próximos años la NASA intentará recoger un pedazo de asteroide y lanzará una sonda para explorar Europa, el satélite de Júpiter. En opinión de Henry Throop, «ambas misiones complementarán a la «New Horizons», porque recogerán muestras de los «ladrillos» primitivos con los que se construyeron los planetas». Por ello, parece que el viaje hacia lo desconocido continúa.

Fuente: ABC

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El Agujero Negro más brillante resucita después de 26 años. El V404 Xygni provoca un violento estallido de luz mientras devora a su estrella vecina, un suceso que “sólo se ve una vez en la vida”.

“Este agujero se ha convertido ya en la fuente de rayos X más potente que se puede observar en el cielo y, si no fuera por la contaminación del polvo que hay entre nosotros, se podría observar desde la Tierra a simple vista”, resalta. Su luminosidad es unas 50 veces superior a la de la nebulosa del Cangrejo, que suele ser uno de los objetos más brillantes del cielo nocturno a altas energías, ha explicado la ESA. Basta un pequeño telescopio de aficionado para poder ver el potente destello, que durará “dos o tres meses”, según ambos expertos.

El V404 Cygni es un sistema binario compuesto por un agujero negro con unas 12 veces la masa del Sol y la estrella que orbita a su alrededor, ligeramente más pequeña que nuestro astro. Está a 8.000 años luz, lo que le convierte en uno de los dos agujeros negros más cercanos a la Tierra. Ahora que ha vuelto a la actividad, también es el más brillante de forma esporádica, según Kuulkers. Estas dos características lo convierten en un fenómeno “único, que aparecerá seguro en los libros de texto”, resalta Muñoz-Darias.

Ambos expertos se encuentran en Tenerife para asistir a la Semana Europea de la Astronomía y las Ciencias del Espacio, que reúne a 1.200 científicos hasta el viernes. La repentina vuelta a la vida del V404 y su extraño comportamiento se ha convertido en uno de los protagonistas del encuentro, el más importante de este tipo en Europa, según ha destacado hoy la Sociedad Española de Astronomía. La web del Astronomers Telegram, el diario de avisos más popular entre los astrónomos, bulle con decenas de notificaciones en las que se describe este fenómeno en el espectro óptico, de rayos X, gamma, radio…

El Gran Telescopio de Canarias (GTC), el mayor observatorio óptico del mundo, ha sido uno de los instrumentos claves para captar el fenómeno en luz visible. “El miércoles 17 de junio, cinco horas después de recibir la alerta, ya estábamos observándolo”, recuerda Muñoz-Darias. Gracias a su espejo de 10,4 metros, el GTC está captando al detalle los cambios en luminosidad del agujero. Las observaciones indican que aumenta a trompicones, con altibajos que duran minutos u horas a lo sumo. Se trata de algo totalmente atípico, dicen los astrónomos, y muestra en directo, con una resolución sin precedentes, los dos comportamientos fundamentales de estos esquivos cuerpos que tragan todo a su alrededor, incluida la luz. El primero se llama acreción. Durante décadas, la fuerza gravitatoria del agujero negro ha ido arrancando las capas más superficiales de su estrella, que han formado un disco en torno suyo. Ahora ese material, acelerado hasta casi la velocidad de la luz, ha sido devorado tras cruzar el horizonte del agujero negro. Este proceso lleva emparejado un segundo en el que, tras el atracón, el sumidero escupe literalmente chorros de materia por sus dos ejes de rotación.

Viejo conocido

 

“Cuando pase el tiempo podremos resolver cuestiones fundamentales, como cuál es el origen de los jets [los chorros de materia que escupe el agujero]”, comenta Jorge Casares. En 1992, cuando aún era un estudiante, este físico del IAC fue el primero en medir la masa del V404. El cuerpo se había descubierto tres años antes, precisamente durante el único episodio de violenta actividad que se había podido observar hasta ahora, obviamente sin el gran despliegue de telescopios espaciales y terrestres que están disponibles en la actualidad. Su violento comportamiento parece seguir patrones de actividad irregular que son un enorme misterio y que han podido estar sucediendo durante mucho tiempo. Antes de las primeras observaciones científicas de 1989, hay placas fotográficas tomadas en 1938 y en 1956 que ya mostraban un potente destello justo en el punto del cielo donde está el V404.

Desde el descubrimiento de esta nueva erupción se está siguiendo la evolución de este objeto las 24 horas, documentando al detalle su evolución. “Vamos a tener una cantidad de datos tan grande que nos llevará años entender qué está pasando”, reconoce Muñoz-Darias.

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