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Thursday, December 07, 2006

China and the New Physics of elementary particles.

Video Spanish. LHC (Large Hadron Collider): Reproduce las condiciones iniclaes del Big Bang. Billones de dólares, si pero vale la pena.

(Some extracts from NYT). Rigth : BEPC-I-Beijing.
When at the beginning of the century it began to be figured out the atomic pattern: brownian movement: collisions of contained atoms in liquids, with other from powder particles (Einstein, 1905), incandescent metallic filaments originator of electrons, hurried by electric fields (J.J. Thomsom, 1904), discovered protons for deviations of particles alpha, after collided with atomic nuclei (Rutherford,1911) and it began to be sensed the existence of additional particles, their proposers constituted a select and small world. For lack of practical applications, their theories seemed to lack future. Neither Einstein, believed in the consequences of his formula: E=MC2. Alone, Leo Szilard, in USA and some German scientists: Otto Hahn, saw the light but there of the tunnel: massive liberation of energy (atomic bomb, H bomb, power of electricity), after bombardment with neutrons, atoms of uranium. After to be had discovered 15 elementary particles, other so many antiparticles and predicted 2 additional (Standard Model), the physics seems to have played bottom. Really? The electron is not then, divisible? it is not also formed by quarks or neutrinos?. Today like before, exists a lot of uncertainty and lack of faith, here. For what reason we must invest trillion dollars in particle’s colliders, if the division ad infinitum of particles is impossible?. Error by the way that only judges the Physics, from the historical current stadium. The Physics, a little before and soon after of Big Bang, cannot be the same one that that of current times. Very little after Big Bang, the gravity was blended with other dimensions and not, isolated as now. We don't know yet the laws of Physics, subject to big sways and speeds. Neither to all the elementary particles, many of which can change, under certain circumstances appearing later as new. By the way, the discovery of their bigger number, will help to structure a Physics Unified Theory that for example, it would contain to the gravity. When this is achieved, will it be easy to travel at big distances when eliminating restrictive forces, to liberate atomic energy easily, to fuse atoms in cold, to create new elements, to visualize extra dimensions, to identify certain principles of the dark matter and why not?, to create elementary particles, to will.

For that reason it satisfies the push, vision and investment that China deploys in the physics of particles. China is finishing building a powerful Synchrotón (circle particle accelerator) -source of light- in Shangai. From 1989, the Chinese have been colliding electrons and positrons, throughout underground roads of 100 diameter mts, in their BEPC -I- (Beijing Electron Positron Collider). In September of the 2007, the Chinese will use innovations and improvements in the : Beijing Electron Positron Collider -II- (BEPC-II). The range of energy of the BEPC-II, is 2 - 4.2 billion electron volts for each beam of electrons or positrons, being in capacity of studying mesons (D) and its conversion (D mixing, decay), in anti D (antimesons), tau generation (electron like particles) and variants, generation of J/psi (pair of quarks, each one, exhibiting the quantum property: charm). The following spring, the BEPC-II, will take place 100 times more collisions than before, with what is hoped to solve some functional problems of the quarks, said : Hesheng Chen, director of the Institute of High Energies of Beijing. Of another side, the chinese physiques prepare to carry out contributions to the : International Linear Collider (ILC) -gigantic proyect- capable to collide to the speed of the light, beams of 10 billion electrons, against another so much of positrons (comprised in 3 nanometers of thickness), with 500 billions electron volts of energy, in tunnels of 20 kms of long. With ILC, it is hoped to drive the investigation beyond the physical current laws and to create new matter forms.

The particle’s colliders gets their objective starting from Einstein's famous equivalence, of mass and energy. To more energy packed in their small fireballs, more close you will be to the conditions of Big Bang, at the same time that massive and strange particles will be able to be created. Although at the moment, the particle’s colliders are disordered and difficult to understand "because of the garbage that boils to the interior of protons, there are many things to discover", said Frederick Harris, physics professor in the University of Hawai, who often works in BEPC-I -. Controlling the energy of the colliding beams, the chinese investigators have measured in precise form : mass, speed, charge of the particle tau, studied detailedly to J/psi and similar particles. The chinese scientists have been able to carry out precise mensurations of the "R-value" of the Standard Model, a parameter that measures the possibility of the fireballs (taken place in the collider), to be materialized in hadrones (particles made up of quarks). Comparatively, the new Large Hadron Collider (LHC), of CERN: Genoa/Switzerland (to be used for the first time the 2007), will collide protons against protons (to the speed of the light), with 7 trillion electron volts of energy, in search of new particles and guides to unified new laws of the physics. The precise data of BEPC-I - and BEPC-II, will be of great help for LHC: "they are completely dependent of the mensurations made in China, to low energies….the improvements made in the BEPC-II-, will make hegemónic to China, in this field", said Dr. Harris.

China y la nueva Fisica de particulas elementales.

Cuando a principios de siglo empezó a desentrañarse el modelo atómico : movimiento browniano : colisiones de átomos contenidos en liquidos, con particulas de polvo (Einstein, 1905), filamento metálico incandescente emisor de electrones, acelerados por campos eléctricos (J.J. Thomsom, 1906), protones descubiertos por desvios de particulas alfa, tras colisionar con núcleos atómicos (Rutherford,1911) y empezó a intuirse la existencia de particulas adicionales, sus proponentes constituian un mundo selecto y pequeño. A falta de aplicaciones prácticas, sus teorias parecian carecer de futuro. Ni el mismo Einstein, creia en las consecuencias de su fórmula : E=MC2. Solo Leo Szilard, en USA y algunos cientificos alemanes : Otto Hahn, vieron la luz mas allá del túnel : liberación masiva de grandes cantidades de energia (bomba atómica, bomba H, centrales de electricidad), trás bombardear con neutrones, átomos de uranio. Trás haberse descubierto 15 particulas elementales, otras tantas antipartículas y predicho 2 adicionales (Modelo Standard), la fisica parece haber tocado fondo. ¿Si? ¿Entonces, no es divisible el electrón? ¿no está también formado por quarks o neutrinos?. Hoy como antes, existe aquí mucha incertidumbre y falta de fé. ¿Para qué invertir billones de dólares en colisionadores de particulas, si la división ad infinitum de particulas es imposible?. Error por cierto, que juzga a la fisica únicamente, desde el estadio histórico actual. La Fisica, poco antes y poco después del Big Bang, no puede ser la misma que la de tiempos actuales. Poquísimo después del Big Bang, la gravedad andaba mezclada con las otras dimensiones y no, aislada como ahora. No conocemos las leyes de la fisica, sujeta a grandes vaivenes y velocidades. Tampoco a todas las particulas elementales, muchas de las cuales al mutar, bajo ciertas circunstancias aparecerán como nuevas. Por cierto, el descubrimiento del mayor número de ellas, ayudará a estructurar una teoria fisica unificada que por ejemplo, contendria a la gravedad. Cuando se logre esto, será fácil viajar a grandes distancias al eliminar fuerzas restrictivas, liberar fácilmente energia atómica, fusionar átomos en frío, crear nuevos elementos, visualizar dimensiones extra, identificar a la materia oscura y ¿porque nó?, crear particulas elementales, a voluntad.

Por eso satisface el empuje, visión e inversión que China despliega en la fisica de particulas. China está terminando de construir un poderoso Sincrotón (acelerador circular) -fuente de luz- en Shangai. Desde 1989, los chinos han estado colisionando electrones y positrones, a lo largo de vias subterráneas de 100 mts de diámetro, en su BEPC-I-(Pekín Electrón Positron Collider). En Septiembre del 2007, los chinos deben estrenar innovaciones y mejoras en el : Pekín Electrón Positron Collider -II- (BEPC-II). El rango de energia del BEPC-II, es 2- 4.2 billones de electron voltios por c/rayo de electrones o positrones, estando en capacidad de estudiar mesones (D) y su conversión (D mixing, decay), en anti D (antimesones), generación de tau (especie de electrón) y variantes, generación de J/psi (par de quarks, c/uno, exhibiendo la propiedad cuántica :charm). El siguiente otoño, el BEPC-II, producirá 100 veces más colisiones que antes, con lo que se espera resolver algunos problemas funcionales de los quarks, dice Hesheng Chen, director del Instituto de Altas Energias de Pekin. De otro lado, los fisicos chinos se aprestan a realizar aportes al : International Linear Collider (ILC) –proyecto gigantesco- capáz de colisionar a la velocidad de la luz, rayos de 10 billones de electrones, contra otro tanto de positrones (comprimidos en 3 nanómetros de espesor), con 500 billones de electron voltios de energia, en túneles de 20 kms de largo. Con el ILC, se espera conducir la investigación más allá de las leyes fisicas actuales y crear nuevas formas de materia.

Los colisionadores de particulas consiguen su objetivo a partir de la famosa equivalencia de Einstein, de masa y energia. A más energia empaquetada en sus pequeñas bolas de fuego, más cerca se estará de las condiciones del Big Bang, al mismo tiempo que masivas y extrañas particulas podrán ser creadas. Aunque de momento, las colisiones de particulas son desordenadas y dificiles de comprender “a causa de la basura que bulle al interior de los protones…hay muchas cosas por descubrir” dice Frederick A. Harris, profesor de fisica en la Universidad de Hawai, que trabaja a menudo en el BEPC-I-. Controlando la energia de los rayos colisionadores, los investigadores chinos han medido en forma precisa masa, velocidad, carga, de las particulas tau, estudiado detalladamente al J/psi y particulas similares. Los cientificos chinos han logrado también realizar mediciones precisas del “R-value” del modelo Standard, un parámetro que mide la posibilidad de las bolas de fuego (producidas en el colisionador), a ser materializadas en hadrones (particulas compuestas de quarks). Comparativamente, el nuevo Large Hadron Collider (LHC), del CERN : Genova/Suiza (a ser estrenado el 2007), colisionara protones contra protones (a la velocidad de la luz), con 7 trillones de electron voltios de energia, en busca de nuevas particulas y guias a nuevas leyes unificadas de la fisica. Los precisos datos del BEPC-I- y BEPC-II, serán de gran ayuda para el LHC : “ellos son totalmente dependientes de las mediciones hechas en China, a bajas energias…las mejoras en el colisionador de Pekín, harán hegemónica a China, en este campo”, dice el Dr. Harris.


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