Proyectan un colisionador 10 veces más potente que el LHC

La colaboración Future Circular Collider (FCC) presentó su Informe de diseño conceptual. El objetivo final es proporcionar un anillo acelerador de protones superconductor de 100 kilómetros, con energía de hasta 100 teraelectronvoltios (TeV), lo que significa un orden de magnitud más poderoso que el LHC, explica en un comunicado el director de aceleradores y tecnología del CERN, Frédérick Bordry.

El costo de este gran colisionador circular de electrones y positrones estaría en cerca de nueve mil millones de euros, incluidos otros cinco mil millones para la obra de ingeniería civil en un túnel de 100 kilómetros.


El FCC proporcionaría colisiones electrón-positrón, protón-protón e ión-ion a energías e intensidades sin precedente, con la posibilidad de colisiones electrón-protón y electrón-ión.
La línea de tiempo del FCC prevé comenzar con una máquina de electrón-positrón, igual que LEP precedió al LHC. Esto permitiría que un programa rico beneficie a la comunidad de física de partículas a lo largo del siglo XXI, detalló Bordry.


Usando imanes superconductores de campo alto de nueva generación, el colisionador de protones de la FCC ofrecería una amplia gama de nuevas oportunidades de física. Alcanzar energías de 100 TeV y más allá permitiría estudios precisos de cómo una partícula de Higgs interactúa con otra de ellas, y una exploración completa del papel de la simetría electrodébil que emerge en la historia de nuestro universo.

También permitiría acceder a escalas de energía sin precedente en busca de nuevas partículas masivas, con múltiples oportunidades para grandes descubrimientos. Además, colisionaría iones pesados, manteniendo un rico programa de física de iones pesados para estudiar el estado de la materia en el universo primitivo.
Poderosa fábrica de Higgs


Los colisionadores de protones han sido la herramienta elegida durante generaciones para aventurar nueva física a la escala más pequeña. Un gran colisionador de protones presentaría un gran avance en esta exploración y extendería de manera decisiva el programa de física más allá de los resultados proporcionados por el LHC y un posible colisionador de electrón-positrones, dijo el director de investigación y computación del CERN, Eckhard Elsen.


Una máquina de electrón-positrón de 90 a 365 GeV con alta luminosidad podría ser un primer paso. Un colisionador de este tipo sería una fábrica de Higgs muy poderosa, que permite detectar procesos nuevos y raros y medir las partículas conocidas con precisiones que nunca antes se habían logrado. Estas medidas precisas proporcionarían una gran sensibilidad a posibles desviaciones mínimas de las expectativas del modelo estándar, lo que sería un signo de nueva física.


Este colisionador serviría a la comunidad física mundial entre 15 y 20 años. El programa de física podría comenzar en 2040, al final del LHC de alta luminosidad. El costo estimado para una máquina de protones superconductores que luego usaría el mismo túnel es de alrededor de 15 mil millones de euros. Esta máquina podría comenzar a funcionar a finales de los años 2050.


Los complejos instrumentos requeridos para la física de partículas inspiran nuevos conceptos, tecnologías innovadoras que benefician a otras disciplinas de investigación y eventualmente encuentran su camino en muchas aplicaciones que tienen un impacto significativo en la economía del conocimiento y la sociedad, destaca el CERN.


Un futuro colisionador circular ofrecería oportunidades extraordinarias para la industria, ayudando a impulsar aún más los límites de la tecnología. También proporcionaría una formación excepcional para una nueva generación de investigadores e ingenieros, subraya.

Revelan chinos la estructura atómica del agua de mar

Es la primera vez que se visualiza, desde que el tema fue planteado, hace más de cien años



Científicos chinos revelaron la estructura atómica del ion de sodio hidratado, la composición química básica del agua de mar, según informó el rotativo China Daily este martes.


Los científicos de la Universidad de Pekín y la Academia de Ciencias de China observaron la estructura atómica de los iones hidratados en su ambiente natural mediante el nuevo microscopio atómico desarrollado por China.


La tecnología puede ser utilizada para investigar otros líquidos de base acuosa, lo que abre nuevos caminos para las ciencias moleculares y de materiales, de acuerdo con los científicos. La investigación fue publicada el 14 de mayo en la revista Nature.


Es la primera vez que los científicos son capaces de visualizar la estructura atómica de los iones hidratados desde que el asunto fue planteado, hace más de cien años.


A finales del siglo XIX los científicos comenzaron a estudiar la hidratación de iones, un proceso en que el agua diluye materiales solubles como cloruros sódicos, o la sal. A pesar de que el proceso es muy común en la naturaleza, sigue siendo un misterio cómo funciona exactamente en el nivel atómico.


El agua es el líquido más abundante en la Tierra. Su estructura química sencilla, de dos átomos de hidrógeno pegados a un átomo de oxígeno, es el componente básico de la mayoría de la vida en el planeta, indicó Wang Enge, líder de la investigación.


Sin embargo, la ciencia del agua, en especial en lo que se refiere a su estructura y a su interacción con otros compuestos químicos, es extremadamente compleja y no muy bien entendida, explicó Wang, a quien cita el periódico.


Science incluyó en 2005 la estructura del agua en un listado de los rompecabezas científicos más atractivos, pese a un siglo de investigación sobre el tema.
La razón principal de la complejidad del agua consiste en su sencillez, afirmó Jiang Ying, profesor del Centro Internacional de Materiales Cuánticos de la Universidad de Pekín, quien participó en el estudio.


Más pequeños, en comparación con los de oxígeno


Los átomos de hidrógeno son más sencillos y pequeños en comparación con el átomo de oxígeno que las propiedades raras de la mecánica cuántica comienzan a interferir con los experimentos y así los dejan menos predecibles, según Jiang.


Por tanto, para los científicos es crucial observar directamente cómo el agua interactúa con otros materiales a nivel atómico, explicó.


El grupo de investigación también descubrió que son necesarias exactamente tres moléculas de agua para permitir a un ion de sodio viajar entre 10 y 100 veces más rápido que otros hidratos de ion, un proceso que puede conducir a la fabricación de baterías de iones más eficientes, capas de protección contra la corrosión y plantas de desalación de agua, según el artículo de Nature.


El hallazgo también permite a los científicos tener un mejor entendimiento sobre cómo las células se comunican mediante el intercambio de iones a través de los canales de sus membranas, de acuerdo con Jiang.