Tributo a Tevatron

El otro día llegué por casualidad a la página de Fermilab Today y me encontré con que el lunes 11 de Junio se celebró el Tevatron Impact Symposium. En él se recordaron los logros del Tevatron durante su cuarto de siglo de operación.

Personalmente tengo muy buenos recuerdos de la etapa en que estuve en Fermilab y me parece un poco injusto que parezca que la física de altas energías ha nacido con LHC. La sociedad actual con información inundandonos diariamente (cientos de mails, tweets, facebook updates) hace que lo que paso la semana (día) anterior ya no sea importante, se ha convertido en información vieja y obsoleta. He pensado que lo menos que podía hacer era dedicar un pequeño tributo a lo que fue y ha sido Tevatron.

Tevatron era (es) un acelerador situado en el laboratorio Fermi National Laboratory (Fermilab). Este laboratorio cuenta con varios aceleradores siendo el más grande de ellos Tevatron con 6.3 km de circunferencia. La andadura de Tevatron empezó en 1983 cuando realizaba las primeras pruebas chocando protón contra anti-protón con una energía por haz de 900 GeV, 1.8 TeV en centro de masas. Esta energía se mantuvo durante unos años y se llegaron a tomar 5/pb consiguiendose una luminosidad de 1.6 1031 cm-2 sec-1. Estas cifras empequeñecen ahora si las comparamos con LHC, pero pensemos que estamos hablando de mediados de los 80. Uno de los más destacados logros de Tevatron llegó en 1995 con el descubrimiento del top quark, este quark estaba predicho por el Modelo Estándar pero no se había observado nunca y de hecho fue el único lugar donde se produjo durante 15 años hasta la llegada de LHC.


El acelerador se mejoró más tarde para conseguir luminosidades mayores y se aumentó tímidamente su energía a 1.96 TeV. Los detectores situados en su anillo (CDF y D0) se mejoraron también para adaptarse a la nuevas condiciones convirtiendose en el paradigma de los detectores modernos, fueron los primeros detectores en utilizar detectores de silicio para detectar trayectorias en un ambiente hadrónico, mucho más “sucio” (más partículas por cruce de haces). En total Tevatron tomo más de 10/fb de datos y alcanzo una luminosidad de 4 1032 cm-2 sec-1.

Quisiera enumerar algunos de los descubrimientos durante los 25 años.

•    El más destacado fue el quark top, este quark ha sido estudiado en gran detalle con los datos de Tevatron. Su sección eficaz de producción (en pares y de forma individual), su masa, su polarización,… Estos resultados no solo ayudan a entender el Modelo Estándar sino que además acotaron los valores posibles para la masa del bosón Higgs, por medio de los límites en el acoplamiento entre el bosón de Higgs y el quark top. En la imagen de arriba se puede observar la evolución de la masa del quark top con los años a medida que se obtenían más datos.
•    Se descubrieron 5 bariones B (2 partículas del tipo \Xi, una partícula \Omega y dos \Sigma_b ), el meson Bc y el Y(4140).
•    Las oscilaciones de Bs fue otro de los descubrimientos que tuvo bastante presencia en los medios. Esta época la viví en Fermilab y seguramente fue uno de los períodos de más competición entre los dos experimentos CDF y D0.


•    Se observaron evidencias de la violación de la simetría de CP en mesones B neutros. La violación de la simetría (CP) podría jugar un papel importante en explicar la diferencia entre la cantidad de materia y anti-materia en el universo.
•    Por último, destacar que los límites a la masa del bosón de Higgs aunque ya ampliamente superados por LHC en solo un par de años de funcionamiento, acotaron la masa del bosón (de existir) a valores pequeños.

Este sería un extracto de lo que consiguió Tevatron también quisiera recordar que realizó un aporte importante desarrollo de la tecnología y la computación gracias a la investigación para Tevatron. Me limitare en este caso a referirme a la página de Fermilab para aquellos que quieran encontrar más información.

El laboratorio está aun activo y seguramente dedicaré una entrada a los proyectos e investigación que se realizarán en él, pero Tevatron y los experimentos quedaron simplemente como museo.

Si vais a Chicago y subís en un día muy claro al bar situado en el piso 95 de la Hancock tower y miráis hacia el oeste es posible que podáis distinguir el edificio emblemático de Fermilab mientras disfrutáis de vuestra bebida.

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