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El IFIC lidera un proyecto europeo para mejorar las teorías que buscan nueva física en el LHC

El IFIC lidera un proyecto europeo para mejorar las teorías que buscan nueva física en el LHC
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14/07/2017

Un grupo de investigadores del IFIC lidera un proyecto europeo destinado a mejorar la precisión de las teorías que se utilizan para buscar nuevas partículas y fenómenos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Para ello, los científicos desarrollarán nuevos algoritmos que podrían aplicarse en otros ámbitos como el cálculo de riesgo financiero. El proyecto cuenta con un presupuesto de medio millón de euros durante cuatro años.

Valencia, 14 de julio de 2017. Un grupo de investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universidad de Valencia) lidera una de las acciones europeas COST que acaban de aprobarse en 2017. Se trata de un proyecto para coordinar la investigación de más de medio centenar de científicos de una treintena de instituciones de 18 países, cuyo objetivo es mejorar la precisión de las teorías que se utilizan para buscar nuevas partículas y fenómenos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Para ello desarrollarán nuevos algoritmos, tanto numéricos como analíticos, que podrían aplicarse en otros ámbitos como el cálculo de riesgo financiero. El proyecto cuenta con un presupuesto aproximado de medio millón de euros durante cuatro años.
 
COST es una asociación intergubernamental que, con el soporte del programa europeo Horizonte 2020, promueve la cooperación transnacional entre investigadores, ingenieros y doctorandos. Con el título “Unraveling new physics at the LHC through the precision frontier”, esta Acción COST propuesta por el investigador del IFIC Germán Rodrigo persigue mejorar la precisión de las predicciones teóricas que se utilizan para buscar nuevas partículas y fenómenos físicos en el mayor acelerador de partículas del mundo.
 
Para encontrar ‘nueva física’, los físicos que operan el LHC se basan en predicciones que establecen qué y cómo deben buscar. Estas predicciones se basan a su vez en los resultados obtenidos en los experimentos.
 
De esta forma se construyó el Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas que forman todo lo que vemos en el Universo y sus interacciones, uno de cuyos ingredientes fundamentales es el famoso bosón de Higgs. “Cualquier desviación en las predicciones que se basan en el Modelo Estándar revelaría una señal de esta nueva física”, explica Germán Rodrigo. “Por eso es importante mejorar la precisión de estas predicciones”.
 
Según el investigador del IFIC, reducir la incertidumbre que tienen las predicciones teóricas actuales del 10% a menos del 2%, el objetivo del proyecto, permitiría afinar las búsquedas en el LHC.
 
“Hay dos formas de mejorar la búsqueda de nueva física en el LHC: aumentar la energía del acelerador o mejorar la precisión de nuestras predicciones teóricas incluyendo correcciones cuánticas adicionales”, sostiene Rodrigo. Como la energía a la que funciona el LHC está cerca del límite con el que fue diseñado (14 teraelectronvoltios, TeV), que alcanzará a partir de 2020, afinar las predicciones teóricas parece una acción necesaria para aprovechar mejor los resultados del LHC en los próximos años. Para ello, los investigadores que participan en esta Acción COST desarrollarán nuevos métodos matemáticos y algoritmos que acerquen los resultados experimentales del LHC a las predicciones teóricas que señalan esta nueva física.
 
Para crear nuevas partículas en aceleradores, los científicos utilizan la ecuación de Einstein para transformar energía en masa. “De momento no hemos visto señales de nueva física en el rango de energía que alcanza el LHC, lo que parece indicar que esta nueva física está en una energía muy por encima de lo que creíamos”, reconoce el investigador del IFIC. Sin embargo, con la mejora de las predicciones teóricas los datos del LHC podrían ser sensibles a nuevas partículas con masas por encima de 10 TeV. Es lo que ocurrió con el descubrimiento del quark top: LEP, el acelerador anterior al LHC, fue capaz de determinar aproximadamente su masa a través de sus efectos cuánticos mucho antes de que el acelerador rival Tevatron en Femilab (Chicago), alcanzase la energía suficiente para producirlo de forma directa. 
 
Los modelos matemáticos y algoritmos que se desarrollarán en el marco de esta Acción COST podrían encontrar aplicaciones en otros ámbitos como el análisis de riesgos financieros o el cálculo analítico masivo. Por ello, este proyecto cuenta también con la participación de tres socios industriales, dos empresas líderes en el desarrollo de software científico, y una consultora del sector financiero. En la última convocatoria de Acciones COST se presentaron 454 propuestas, de las que solo 35 han sido concedidas. El proyecto liderado por el Instituto de Física Corpuscular es el único seleccionado en el ámbito de la investigación en física de partículas elementales. 
 
Más información:
http://www.cost.eu/media/newsroom/35-new-Actions-to-start-end-2017
http://www.cost.eu/COST_Actions/ca/CA16201