Un grup d'investigadors de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universitat de València) lidera una de les accions europees COST que acaben d'aprovar-se en 2017. Es tracta d'un projecte per a coordinar la recerca de més de mig centenar de científics d'una trentena d'institucions de 18 països, l’objectiu de la qual és millorar la precisió de les teories que s'utilitzen per a cercar noves partícules i fenòmens en el Gran Col·lisionador d'Hadrons (LHC) del CERN. Per a açò, desenvoluparan nous algorismes, tant numèrics com analítics, que podrien aplicar-se en altres àmbits, com el càlcul de risc financer. El projecte compta amb un pressupost aproximat de mig milió d'euros durant quatre anys.

COST és una associació intergovernamental que, amb el suport del programa europeu Horitzó 2020, promou la cooperació transnacional entre investigadors, enginyers i doctorands. Amb el títol “Unraveling new physics at the LHC through the precision frontier”, aquesta Acció COST proposta per l'investigador de l’IFIC Germán Rodrigo persegueix millorar la precisió de les prediccions teòriques que s'utilitzen per a cercar noves partícules i fenòmens físics en el major accelerador de partícules del món. Per a trobar ‘nova física’, els físics que operen l’LHC es basen en prediccions que estableixen què i com han de cercar. Aquestes prediccions es basen al seu torn en els resultats obtinguts en els experiments.

D'aquesta manera es va construir el Model Estàndard, la teoria que descriu les partícules que formen tot el que veiem en l'Univers i les seues interaccions, un dels ingredients fonamentals de les quals és el famós bosó de Higgs. “Qualsevol desviació en les prediccions que es basen en el Model Estàndard revelaria un senyal d'aquesta nova física”, explica Germán Rodrigo. “Per això és important millorar la precisió d'aquestes prediccions”. Segons l'investigador de l’IFIC, reduir la incertesa que tenen les prediccions teòriques actuals del 10% a menys del 2%, l'objectiu del projecte, permetria afinar les cerques a l’LHC.

“Hi ha dues formes de millorar la cerca de nova física a l’LHC: augmentar l'energia de l'accelerador o millorar la precisió de les nostres prediccions teòriques incloent correccions quàntiques addicionals”, sosté Rodrigo. Com l'energia a la qual funciona l’LHC està prop del límit amb què va ser dissenyat (14 teraelectronvolts, TeV), afinar les prediccions teòriques sembla una acció necessària per a aprofitar millor els resultats de l’LHC en els pròxims anys. Per a açò, els investigadors que participen en aquesta Acció COST desenvoluparan nous mètodes matemàtics i algorismes que acosten els resultats experimentals de l’Accelerador a les prediccions teòriques que assenyalen aquesta nova física.

Per a crear noves partícules en acceleradors, els científics utilitzen l'equació d'Einstein per a transformar energia en massa. “De moment no hem vist senyals de nova física en el rang d'energia que aconsegueix l’LHC, la qual cosa sembla indicar que aquesta nova física està en una energia molt per sobre del que crèiem”, reconeix l'investigador de l’IFIC. No obstant açò, amb la millora de les prediccions teòriques les dades de l’LHC podrien ser sensibles a noves partícules amb masses per sobre de 10 TeV. És el que va ocórrer amb el descobriment del quark top: LEP, l'accelerador anterior a l’LHC, va ser capaç de determinar aproximadament la seua massa a través dels seus efectes quàntics molt abans que l'accelerador rival Tevatron en Femilab (Chicago), aconseguira l'energia suficient per a produir-ho de forma directa.

Els models matemàtics i algorismes que es desenvoluparan en el marc d'aquesta Acció COST podrien trobar aplicacions en altres àmbits, com ara l'anàlisi de riscos financers o el càlcul analític massiu. Per açò, aquest projecte explica també amb la participació de tres socis industrials, dues empreses capdavanteres en el desenvolupament de programari científic, i una consultora del sector financer. En l'última convocatòria d'Accions COST es van presentar 454 propostes, de les quals solament 35 han sigut concedides. El projecte liderat per l'Institut de Física Corpuscular és l'únic seleccionat en l'àmbit de la recerca en física de partícules elementals.

Més informació:

German.rodrigo@ific.uv.es // 96 354 36 74

http://www.cost.eu/media/newsroom/35-new-actions-to-start-end-2017
http://www.cost.eu/cost_actions/ca/ca16201