Primera evidencia de que el bosón de Higgs interactúa con la “segunda generación” de partículas

Los experimentos ATLAS y CMS del CERN observan por primera vez cómo el bosón de Higgs se desintegra en muones, partículas elementales emparentadas con el electrón. Las colaboraciones científicas de los experimentos ATLAS y CMS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN han obtenido nuevos resultados que muestran cómo el bosón de Higgs se desintegra en dos muones, unas partículas elementales similares al electrón pero más pesadas. Los resultados, presentados de forma virtual en la mayor conferencia de física de partículas del mundo, ICHEP, a principios de agosto y de forma presencial hoy en el CERN, son los primeros que observan al bosón de Higgs interactuando con partículas elementales de la ‘segunda generación’ como son los muones, un fenómeno extremadamente infrecuente. Según los resultados presentados hoy en un seminario en la sede del CERN, Laboratorio Europeo de Física de Partículas en Ginebra (Suiza), sólo uno de cada 5000 bosones de Higgs que se producen en el mayor acelerador de partículas del mundo, el LHC, se desintegra en una pareja de muones. El muon es una de las partículas elementales de la ‘segunda generación’ del Modelo Estándar, teoría que describe los elementos que componen todo lo que vemos en el Seguir leyendo

Impacto del polen en la energía solar fotovoltaica

A primeros de julio se publicó un estudio en la prestigiosa revista Applied Sciences (MDPI) firmado por personal investigador del CIEMAT (Carlos Sanz Saiz, Jesús Polo Martínez y Nuria Martín Chivelet) sobre la influencia del impacto de la suciedad orgánica debida al polen con respecto a la generación de energía solar fotovoltaica; esta investigación se enmarca en el contexto del proyecto PVCastSOIL de la iniciativa RETOS 2017 del Ministerio de Ciencia e Innovación. En el estudio se publican resultados preliminares de una prueba de ensuciamiento artificial (artificial soiling test) realizada con polen de ciprés, lo que concluyó en una alta pérdida de transmitancia óptica. En las conclusiones del estudio se indica que el polen puede causar, principalmente en primavera, problemas de ensuciamento a escala local, lo que puede afectar de forma considerable al rendimiento de los sistemas fotovoltaicos incluso en zonas urbanas, ya que hay un gran número de árboles y plantas ornamentales anemófilas (es decir, polinizadas por acción del viento) que dispersan grandes cantidades de polen en la atmósfera. Si bien es cierto que los módulos fotovoltaicos pueden «lavarse» con la lluvia, en ciertas ocasiones ésta puede resultar insuficiente y no proporcionar la deseada limpieza, por lo que la Seguir leyendo

Primera evidencia de la interacción del bosón de Higgs con el muon

Los experimentos CMS  y ATLAS del CERN presentaron en la conferencia ICHEP 2020 (International Conference on High Energy Physics) resultados que muestran claramente por primera vez evidencia de que el bosón de Higgs  se desintegra en dos muones. Los muones son partículas elementales similares a los electrones pero con una masa unas doscientas veces superior.  ICHEP 2020, 40ª Conferencia Internacional de Física de Altas Energías, es uno de los eventos de referencia en el campo de la Física de Partículas. Este año por motivos de seguridad se está desarrollando de forma 100 % virtual. La medida de este nuevo canal de desintegración del bosón de Higgs supone uno de los resultados más relevantes que los experimentos del CERN presentan este año en ICHEP. El grupo de Física de Partículas CIEMAT-FP es miembro de la colaboración CMS. El proceso por el que un bosón de Higgs se desintegra en un par de muones es un fenómeno poco frecuente, que solo experimenta uno de cada 5000 bosones de Higgs. Estos nuevos resultados tienen una importancia fundamental, ya que demuestran por primera vez que el bosón de Higgs interactúa con partículas elementales de la segunda generación de partículas elementales. Los experimentos ATLAS y CMS han analizado este canal de forma independiente. La contribución del Seguir leyendo

Primeros resultados experimentales con cámaras de alta velocidad del proyecto Prometeo UC3M-CIEMAT

La interconexión de desarrollos en áreas separadas de la ciencia es crucial para abordar algunos de los grandes desafíos científicos y sociales que tenemos por delante. Planteamientos interdisciplinares permiten conectar áreas de conocimiento alejadas de tal manera que avances dentro de las islas de conocimiento especializado pueden expandirse a otros campos de la ciencia. Este es el objetivo del proyecto PROMETEO financiado en el marco de la convocatoria de proyectos sinérgicos de I+D de la Comunidad de Madrid: interconectar a la comunidad de plasmas de fusión nuclear (Laboratorio Nacional de Fusión, CIEMAT) con la comunidad de plasmas de propulsión espacial (Depto. de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial, Universidad Carlos III de Madrid, UC3M).   A finales del año 2019 se trasladó un equipo de cámara de alta velocidad, habitualmente utilizado en el dispositivo Stellarator TJ-II de fusión por confinamiento magnético ubicado en el CIEMAT, al laboratorio del Dpto. de Bioingeniería e Ingeniería Aeroespacial (UC3M) para realizar los primeros experimentos de visualización 2-D de estructuras turbulentas en un motor de propulsión de plasma tipo Helicón (figuras 1 y 2). Los ensayos, liderados por Eduardo de la Cal (CIEMAT) y Jaume Navarro-Cavallé (UC3M), fueron exitosos alcanzándose los objetivos propuestos: visualizar el plasma con tiempos comparables a los característicos Seguir leyendo

El telescopio LST1, prototipo de CTA, detecta emisión de rayos gamma de muy alta energía del púlsar del Cangrejo

Entre enero y febrero de 2020, el prototipo de Telescopio de Gran Tamaño («Large Size Telescope» LST), el LST-1, observó el Púlsar del Cangrejo, la estrella de neutrones en el centro de la Nebulosa del Cangrejo. El telescopio, que se está poniendo en marcha en el sitio CTA-Norte en la isla de La Palma en las Islas Canarias, estaba realizando pruebas de ingeniería para verificar su rendimiento y ajustar los parámetros de funcionamiento. Los púlsares son estrellas de neutrones de rotación muy rápida y fuertemente magnetizadas que emiten luz en forma de dos haces, que pueden ser observados desde la Tierra sólo cuando pasan por nuestra línea de visión. Mientras que la detección de la emisión o los estallidos fuertes y constantes de las fuentes de rayos gamma con los telescopios Cherenkov de imágenes atmosféricas (IACT) se ha convertido en algo rutinario, los púlsares son mucho más difíciles de detectar debido a sus señales débiles y al dominio típico de la señal de rayos gamma en primer plano de las nebulosas circundantes. A pesar de los cientos de horas de observación de los TACT en todo el mundo, sólo se han descubierto hasta ahora cuatro púlsares que emiten señales en Seguir leyendo

El CIEMAT participa en la Colaboración Internacional Ventilador Mecánico de Milán

El Mechanical Ventilator Milano es un respirador desarrollado por la Global Argon Dark Matter Collaboration (experimentos DarkSide-20k y DEAP-3600) con el fin de dar respuesta a la gran demanda de estos dispositivos que se ha experimentado en estos tiempos de pandemia global. El objetivo del proyecto es la fabricación de respiradores de bajo coste, pero con una respuesta que se equipara a los dispositivos comerciales más que a los respiradores de balones mecanizados aparecidos en muchas otras iniciativas también altruistas. El respirador utiliza dos válvulas electromecánicas gobernadas por un microcontrolador y aprovecha la sobrepresión de las líneas de aire médico y oxígeno de los hospitales para inflar los pulmones del paciente, siendo capaz de dar una respuesta controlada en un amplio rango de presiones y de condiciones del paciente. El dispositivo incluye una interfaz táctil y conectividad externa para controlar y monitorizar los parámetros del paciente en local y en remoto. El dispositivo se puede construir en grandes cantidades en pocos días, así que es ideal para hacer frente a nuevas crisis que pudieran surgir en el futuro cercano. El CIEMAT ha contribuido a la validación del software, los tests con los primeros prototipos, y ha liderado la producción del Seguir leyendo

El CIEMAT participa en el diagnóstico de la COVID-19

Para colaborar en la gestión de la pandemia COVID-19, las Divisiones de Innovación Biomédica del CIEMAT contactaron con otros laboratorios de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) para poner en marcha un laboratorio de diagnóstico de la COVID-19 para potenciar el diagnóstico de personas potencialmente infectadas por el virus SARS-CoV-2. Esta actividad ha sido coordinada por Manuel Cuenca del ISCIII junto con José M. Bautista de la Facultad de Veterinaria de la UCM y José Carlos Segovia del CIEMAT. El equipo de trabajo está compuesto por una unidad de extracción de material genético viral de las muestras en un laboratorio de alta bioseguridad (P3), y 4 equipos de análisis PCR (técnica de reacción en cadena de la polimerasa). Uno de estos equipos es el de Innovación Biomédica del CIEMAT. Aunque las muestras que se reciben no son infectivas, se trabaja con procedimientos de bioseguridad de las muestras como si potencialmente lo fueran. Tras un estudio de validación para comprobar la fiabilidad de los resultados aportados por el CIEMAT, coordinado por los Dres. Paula Río y Manuel Navarro, y la UCM, con muestras previamente analizadas en el ISCIII, se obtuvo la autorización de “Laboratorio colaborador de ISCIII para el diagnóstico de Seguir leyendo

Física de la auto-organización en plasmas de fusión nuclear: evidencia de viscosidad negativa en el stellarator TJ-II

Las reacciones de fusión son las que liberan la energía que alimenta el sol y las estrellas. Para que pueda ocurrir la fusión, los núcleos reaccionantes deben vencer la repulsión electrostática y acercarse lo suficiente como para permitir que entre en juego la fuerza nuclear atractiva. La comunidad científica internacional trabaja en distintas alternativas, con diferente grado de desarrollo, hacia la realización práctica de la energía de fusión. En el caso de la estrategia basada en el confinamiento magnético se requiere calentar los núcleos reaccionantes a temperaturas unas 15 veces mayores que la del centro del Sol (estimada en unos 15 millones de grados) y aislarlos térmicamente del ambiente circundante mediante un intenso campo magnético (del orden de 5-7 T, es decir, unas 100.000 veces el campo magnético terrestre). La materia a esas temperaturas extremas consiste en un gas altamente ionizado llamado plasma. La realización de energía viable de fusión nuclear requiere soluciones para una serie de problemas científicos y tecnológicos de enorme envergadura que se describen el plan estratégico Europeo hacía la consecución de la fusión nuclear [1]. Los principales desafíos pendientes en la fusión nuclear incluyen la integración y optimización de criterios de física y tecnología. Desde el Seguir leyendo

El impacto de campos eléctricos en la turbulencia en plasmas de fusión

La fusión es el proceso de unir dos núcleos ligeros (Deuterio y Tritio), produciendo un núcleo más pesado (Helio) y liberando una gran cantidad de energía. Se investiga este proceso desde al menos los años 50 del siglo pasado por su capacidad de producir energía a gran escala mediante un proceso seguro que no genera gases de efecto invernadero. Para conseguir esta reacción en el laboratorio, existen varios métodos. El Laboratorio Nacional de Fusión del CIEMAT dispone de un dispositivo de investigación de gran tamaño, el stellarator TJ-II. En él se confina un plasma ionizado mediante un campo magnético intenso y se ceba y calienta el plasma para alcanzar las condiciones necesarias. El resultado es un sistema muy alejado del equilibrio termodinámico (con unos gradientes termodinámicos que se encuentran entre los más intensos existentes ¡en el universo!). El plasma responde al calentamiento generando turbulencia, así alejándose de las condiciones deseadas y dando lugar a un sistema complejo y auto-organizado. El estudio de esta turbulencia y su posible control centra una buena parte de las investigaciones llevadas a cabo en el laboratorio. En trabajos recientes se ha estudiado el impacto del campo eléctrico radial (Er) en el transporte de turbulencia en Seguir leyendo

Los brotes de rayos gamma emiten fotones un billón de veces más energéticos que la luz visible

Los brotes de rayos gamma (GRB, “gamma ray bursts” en inglés) son las explosiones más violentas del universo. Aparecen repentinamente en el cielo, aproximadamente una vez al día. Se cree que son el resultado del colapso de estrellas masivas o de la fusión de estrellas de neutrones en galaxias distantes. De la explosión emerge un chorro de partículas que atraviesa el medio que le rodea y apunta directamente hacia nosotros. Estas explosiones fueron un secreto militar durante decenas de años hasta que los astrónomos las redescubrieron. Detectores en el espacio han observado que los brotes producen rayos X o rayos gamma mediante la llamada emisión de sincrotrón: los electrones producen fotones cuando giran en los campos magnéticos. El record absoluto estaba en las energías del gigaelectronvoltio (GeV). Hasta el 14 de enero del año pasado. Ese día dos satélites espaciales descubrieron independientemente un brote, que llamaron GRB 190114C. En 22 segundos, sus coordenadas en el cielo se distribuyeron en forma de alerta electrónica a los astrónomos de todo el mundo, incluida la Colaboración MAGIC, que opera dos telescopios Cherenkov de 17 metros de diámetro ubicados en la isla canaria de La Palma. Un sistema automático procesa en tiempo real las Seguir leyendo