LHC Finds Particles That Defy The Standard Model Of Physics

With the help of CERN’s Large Hadron Collider (LHC), an international team of researchers have found evidence of something physicists have spent decades hoping for – subatomic particles behaving in a way that defies the Standard Model. In particle physics, the Standard Model is the best theory we have for explaining how particles behave and interact; however, it is incomplete as it does not account for gravity. By using the LHC, researchers hope to observe conditions that violate the standard rules of particle physics.

The team of physicists looked at data collected from the LHC’s first run from 2011-2012 – a run made famous for the discovery of the Higgs boson – and found the evidence they were looking for: Leptons defying the Standard Model. Leptons are a group of subatomic particles comprised of three different varieties: the tau, the electron, and the muon. Electrons are very stable, whereas both the tau and muon decay very rapidly. 

In the new study, the researchers combed through data looking for evidence of B mesons decaying into lighter particles such as the tau lepton and the muon. The Standard Model dictates that all leptons shall be treated by all the fundamental forces, a concept known as "lepton universality." This means both the tau and the muon should decay at the same rate, once the difference in mass is accounted for. However the team discovered a miniscule, albeit noticeable, difference in the rates of decay which could indicate the presence of potentially unknown forces or particles interfering with the rates of decay. 

"The Standard Model says the world interacts with all leptons in the same way. There is a democracy there. But there is no guarantee that this will hold true if we discover new particles or new forces," one of the lead researchers, Hassan Jawahery, from the University of Maryland in the US, said in a statement. "Lepton universality is truly enshrined in the Standard Model. If this universality is broken, we can say that we've found evidence for non-standard physics."

These results compliment a similar discovery from the 2012 BaBar experiment conducted at Stanford’s Linear Accelerator Center (SLAC). The BaBar experiment also focused on B meson decay; however, unlike the LHC which smashes protons together, the SLAC used colliding electrons to drive their experiment. Despite the different methods, having two experiments with similar results is key, and suggestive of real physics.

Further experimentation is needed to confirm the latest findings. In April of this year, the LHC reopened following a two year hiatus for upgrades. Since the LHC came back online, researchers have observed record-breaking energy levels, and the team is confident that they will have a better chance of observing more particle behavior that defies the Standard Model and corroborates these findings.

"We are planning a range of other measurements. The LHCb experiment is taking more data during the second run right now," Jawahery stated in a statement. "Any knowledge from here on helps us learn more about how the universe evolved to this point. For example, we know that dark matter and dark energy exist, but we don't yet know what they are or how to explain them. Our result could be a part of that puzzle [...] If we can demonstrate that there are missing particles and interactions beyond the Standard Model, it could help complete the picture."

The findings will be published in the September 4 issue of Physical Review Letters.

Is There Really A 2 Billion-Year-Old Nuclear Reactor In Africa?

An ancient nuclear reactor that was churning away 2 billion years ago sounds like a fabricated myth. Maybe it's because the term reactor implies a manmade structure. Instead, the reactor is a region of natural uranium within the Earth's crust, found in Okla, Gabon. Uranium is naturally radioactive, and the conditions in this rocky area happened to be just right to cook up some nuclear reactions. 

The natural reactor must have annoyed nuclear scientists: The first nuclear reactor to produce electricity started up in 1951, and this only produced a trivial amount of energy. The pile of rock in the ground in Okla, on the other hand, had created nuclear power around 2 billion years ago!

It was discovered in 1972, when some French scientists took uranium ore from the mine in Gabon to test its uranium content. Now, typically, uranium ore is made up of three types (isotopes) of uranium, each one with a different number of neutrons: Uranium 238, which is the most abundant, uranium 234, which is the rarest, and uranium 235, which nuclear scientists are most interested in because it can sustain nuclear chain reactions.

One would expect to find that the uranium ore is composed of 0.720% uranium 235 since that is the percentage found in other rock samples from the Earth's crust, the Moon and even meteorites. However, these French scientists found something fishy: The uranium sample only contained 0.717% of uranium 235. What might seem to be a minor discrepancy of 0.003% is very significant with regards to uranium.

That meant that, back at the mine, around 200 kilograms (around 440 pounds) of uranium 235 appeared to be missing. It hadn't been lost or stolen. Instead, this missing 0.003% had undergone nuclear fission and split into other atoms. This conclusion may very well have furrowed some brows since there are three very specific conditions that a reactor needs to churn out energy continuously. And as even scientists had struggled to create a nuclear reactor, it seemed unlikely that nature just happened to create one purely by accident.

Unlikely, but not impossible, because that is exactly what happened. 

The conditions that the natural reactor happened to fulfill are as follows.

The first was owning a good percentage of Uranium 235 to fuel the reaction. While 0.720% might seem small, it's perfect for nuclear fission, and when the ore samples from Okla are compared to other samples from all over the world, it is likely that this was the percentage over 2 billion years ago when the reactor started.

The second condition is a source of neutrons. Uranium 235 decays naturally into thorium and releases a neutron in the process. This neutron can then whoosh towards another Uranium 235 atom and start the fission process. Nuclear fission is when an atom breaks apart into smaller atoms, usually releasing energy in the process. This neutron fuses with a Uranium 235, and together they combine to form Uranium 236, which is unstable. The Uranium 236 is then overwhelmed with instability and splits, creating a variety of smaller, stable atoms and some neutrons. These neutrons can then happily shoot towards other atoms and continue the chain reaction. 

The nuclear reactor had a supply of a regulating substance as well: a flow of natural groundwater. As the atoms started to split, they released neutrons as well as energy. The water would slow down the neutrons, but the energy would heat up the water. After a time, the water would get so hot that it would start to boil off. Eventually, enough of the water would have boiled away until there wasn't enough left in the reactor to slow down the neutrons. The neutrons started shooting off into the ground without reacting with anything, and the reaction would stop. Then, the natural flow of groundwater would trickle in until there was enough water to start the whole process again. This watery cycle probably continued for hundreds of thousands of years. 

Sadly, all good days are numbered, even for a happy natural reactor: The levels of uranium 235 got used up and the level was too low to sustain any more meaningful reactions. The reactor eventually slowed to a stop, leaving only a few traces behind that it ever existed – including the enigma of the "missing uranium."

Un 90% de la población mundial no sabe pensar

Según los expertos, no nos enseñan a tener una mente abierta

Muchos lo sospechaban, pero no había datos fehacientes. Al menos hasta ahora. Sin embargo, Robert Swartz -doctor en el «National Center For Teaching Thinking» estadounidense- acaba de desvelar que entre un «90 y un 95 por ciento» de la población mundial no sabe pensar adecuadamente. Según explica, la razón debe buscarse en las escuelas, donde se enseña a memorizar, pero no a razonar y a resolver un problema haciendo uso de la creatividad.

«Poca gente en el planeta ha aprendido a pensar de forma más amplia y creativa. […] El progreso de la humanidad depende de este pensamiento», ha determinado el experto. Swartz ha lanzado este dato apenas un mes antes de viajar a Bilbao, donde se reunirá el ICOT –el mayor congreso nacional sobre inteligencia- los días 29 de junio y 3 de julio. En él, este científico pretende demostrar que es posible reflexionar sobre el uso del pensamiento en las áreas de educación y deporte –entre otras-.

Concretamente, este experto en pedagogía educativa cree que actualmente existen múltiples formas para implementar el pensamiento y que ayudan a la población a «mejorar su forma de pensar». Swartz ha desvelado a su vez que la sociedad no sabe usar su mente por culpa, principalmente, de la escuela del siglo XXI, en la cual -aunque es completamente diferente a la de siglos anteriores- no se cambia la forma de educar a los más jóvenes.

Como solución para hacer que este dantesco porcentaje se reduzca, Swartz propone fomentar la comunicación desde la infancia, pues más de un 99% de los problemas del ser humano tienen un origen lingüístico. Por otro lado, considera que los colegios deben crear «sujetos activos» a la hora de aprender, y no pasivos. Es decir, capaces de pensar de manera crítica y no limitándose a recibir información. La clave, según él, radicaría en enseñar a las nuevas generaciones a «pensar de forma crítica».

En esta misma línea, Swartz cree que hay que fomentar la empatía en los más pequeños para que aprendan a valorar la opinión del otro, el trabajo en equipo y que sepan amoldarse a la mayoría.

10 impactantes datos sobre el Gran Colisionador de Hadrones que le sorprenderán

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), revoluciona a la comunidad científica con cada uno de sus hallazgos. El CERN, autor del descubrimiento del bosón de Higgs, el próximo mes encabezará un experimento sin precedentes al hacer chocar entre sí partículas subatómicas casi a la velocidad de la luz en un esfuerzo por recrear las condiciones inmediatamente posteriores al 'big bang'.

El periodista de investigación y escritor estadounidense Robert Bridge ha recopilado 10 datos acerca del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en un intento de aportar claridad sobre los controvertidos objetivos que se prevén lograr.

1. EL Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN es la máquina más grande del mundo 

A caballo entre Francia y Suiza, el complejo colisionador del CERN, que costó 9.000 millones de dólares, está situado a una profundidad de 175 metros y su complejo de túneles discurre a lo largo de 27 kilómetros de circuito. Los científicos involucrados en el proyecto afirman que el laboratorio fue construido bajo tierra debido a que la corteza de la Tierra ofrece protección contra la radiación.

2. Fuerza gravitatoria masiva

El colisionador del CERN está compuesto por unos 9.600 'superimanes' —100.000 veces más potentes que la fuerza gravitacional de la Tierra— que disparan los protones hacia una pista circular a velocidades alucinantes. "Un rayo puede rotar hasta durante 10 horas, viajando a una distancia de más de 10.000 millones de kilómetros, lo suficiente como para llegar a los confines de nuestro Sistema Solar y volver", cuenta Bridge.

Las bobinas de los imanes están compuestas por 36 hebras enrolladas de 15 milímetros, cada una de ellas compuesta a su vez por entre 6.000 y 9.000 filamentos individuales que tienen un diámetro de 7 micrómetros. La longitud del colisionador requiere 7.600 kilómetros de cable, lo que equivale a unos 270.000 kilómetros de hebras (suficiente como para rodear la Tierra seis veces por el Ecuador). Según el sitio del CERN, si se desenredaran los filamentos, podrían "estirarse hasta el Sol y de vuelta cinco veces y aún sobraría para unos cuantos viajes a la Luna".

3. El CERN genera temperaturas extremas

Según el sitio web del CERN, al hacer chocar dos haces de iones pesados (un evento científico que tendrá lugar el próximo septiembre) se recrearán las condiciones de temperatura que tuvieron lugar en el universo después del 'big bang' (más de 100.000 veces la temperatura del interior del Sol).

4. Stephen Hawking está preocupado por su potencial peligro

"La 'partícula de Dios' encontrada por el CERN podría destruir el universo", escribió Hawking en el prefacio del libro 'Starmus', una colección de conferencias de científicos. El físico alerta de que el bosón de Higgs podría volverse inestable a niveles muy altos de energía, lo que podría causar el colapso instantáneo del espacio y del tiempo.

Pero Hawking no es la única voz que predice una posible catástrofe si el CERN continúa en el carril de la aceleración atómica. El astrofísico Neil de Grasse Tyson sostiene que este experimento podría hacer que el planeta "explote", mientras que Otto Rössler, profesor alemán de la Universidad de Tubinga que presentó una demanda contra este laboratorio gigante, afirma que esta instalación podría desencadenar la formación de un pequeño agujero negro que, en caso de descontrolarse, podría destruir el planeta.

5. ¿Abrir una puerta a otras dimensiones?

Un año después de la gran inauguración del CERN, Sergio Bertolucci, exdirector de Investigación e Informática Científica de la instalación, afirmó que el colisionador podría abrir puertas a otra dimensión en "un lapso de tiempo muy pequeño" (fracciones de segundo), añadiendo que quizá fuese suficiente "para mirar en el interior de esa puerta abierta, para obtener o enviar algo".

Este comentario generó entre la comunidad científica una preocupación relacionada con el riesgo existente de que el colisionador 'invite' por error a nuestro mundo a visitantes no deseados de otras dimensiones espacio-temporales.

6. El logo del CERN

"Voy a dejar que sea el lector con su imaginación quien determine si el equipo de relaciones públicas del CERN abrió la puerta a conjeturas —por no hablar de la gran cantidad de teorías de la conspiración— al optar por el particular diseño del logotipo", afirma.

7. La curiosa elección de la localización geográfica

De entre todas las especulaciones y teorías conspiranoicas que rodean el Gran Colisionador, destaca la relacionada con su ubicación en Saint-Genis-Pouilly, una comuna francesa en la región de Ródano-Alpes. Muchos apuntan a que el lugar escogido no es casual, debido a que 'Pouilly' viene del latín 'Appolliacum' y se cree que en la época romana existía en ese lugar un templo en honor a Apolo con una puerta de entrada al inframundo.

"Los líderes religiosos —siempre recelosos de los objetivos del mundo científico— establecieron una conexión con un verso sacado de las Revelaciones (9: 1-2, 11), que hace referencia al nombre 'Apollyon'. El versículo dice: 'A él se le dio la llave del pozo del abismo. Y él abrió el pozo del abismo (...) Y tienen por rey sobre ellos al ángel del abismo, cuyo nombre en hebreo es Abadón, y en griego Apolión'", cuenta Bridge.

8. En busca de la materia oscura

El CERN se ha involucrado en la carrera por encontrar las esquivas partículas o fenómenos responsables de la materia oscura (23%) y la energía oscura (73%). "En esencia lo que el experimento del CERN espera lograr es separar a través del acelerador de partículas la materia oscura invisible, que ha sido descrita como el pegamento de unión, de la visible. Solo hay un problema: nadie sabe cuáles serán las consecuencias si se logra ese objetivo", destaca.

9. Una deidad de la destrucción como mascota corporativa

Aunque la mayoría de las compañías evitan cualquier conexión con la religión y el mundo espiritual, el CERN ha escogido como mascota a un dios hindú. Justo a las afueras del edificio se encuentra una antigua estatua de Shiva, antigua Apollyon, el dios de la destrucción.

10. No hay debate democrático

En vistas a su próxima colisión atómica, que está programada para el próximo mes, apenas se ha mencionado a los medios de comunicación los riesgos que podrían estar implicados, a pesar de que gran parte de la comunidad científica alerta de que podría ser más peligrosa incluso que las pruebas que se realizaron previamente a la introducción de la bomba atómica.

"Por desgracia, e irónicamente, el CERN —que esencialmente se gobierna a sí mismo como su feudo— funciona de manera tan invisible como las partículas que intenta estudiar", sentencia Bridge.