Higgs! or no Higgs.

El dimarts 13 de desembre, en un seminari públic del CERN, es van fer públics els resultats preliminars d'ATLAS i CMS sobre la recerca del bosó de Higgs obtinguts mitjançant gairebé totes les col·lisions protó-protó de l'LHC durant el 2011. Són dades suficients per fer avenços significatius en la recerca del Higgs, però no pas per arribar a una conclusió definitiva sobre la seva existència. Després de les xerrades, la principal conclusió que se'n treu és que si el bosó de Higgs existeix, tal com prediu el model estàndard (SM), tindria molt probablement una massa entre 116-127 GeV. Això millora notablement els resultats obtinguts a l'estiu de 2011.

Els dos experiments van estudiar moltes de les possibles desintegracions (o decaïments) del Higgs, entre les quals destaquen el Higgs a dos fotons (H a γγ), el Higgs a dos W (H a WW, desintegrant-se cada W a leptó neutrí) i el Higgs a dues Z (H a ZZ, desintegrant-se a 2 leptons cada Z). A sota es pot veure un possible esdeveniment d'un Higgs desintegrant-se a Z's (i aquesta a 4 muons):

 

Però com és busca el Higgs? Aquí tenim un exemple: per estudiar el Higgs desintegrant-se en dos fotons, s'intenta reconstruir aquests dos fotons de la informació obtinguda pels detectors. T'has d'assegurar que aquests dos fotons provinguin del mateix punt (que seria el Higgs), i en calcules la massa resultant. Ara bé, com que hi ha moltes partícules que poden decaure a dos fotons, primer has de fer una selecció intentant excloure'n tots els esdeveniments que continguin dos fotons que no provinguin del Higgs (és el que anomenem soroll o background). Per fer-ho, has d'estudiar les propietats del fotó (energia, moment, distribució angular, ...), que són diferents en funció de la partícula de què decauen.

Aquesta reconstrucció es fa per a totes les desintegracions possibles del Higgs. Les tres desintegracions que he mencionat a dalt són molt útils per trobar el Higgs, si la massa d'aquest és molt baixa (100-150 GeV), perquè el background o soroll en aquesta regió és molt baix.

A sota es poden veure els esdeveniments que passen la selecció del Higgs, al detector ATLAS (per CMS hi ha plots similars), pels tres decaïments del Higgs mencionats. S'espera que molts dels esdeveniments seleccionats siguin 'background' (no s'aconsegueix refusar-los tots mitjançant la selecció), i per altra banda es calculen els esdeveniments que es trobarien si hi hagués un Higgs segons el model estàndard (en vermell, per una massa de 130GeV). La gràcia és veure si hi ha més esdeveniments que els esperats que no siguin background. Aquí es pot veure que, efectivament, hi ha un excés d'esdeveniments que no són background en una certa regió (quadrat blau), que és la mateixa per les 3 desintegracions.

Si el Higgs no existís, tots els esdeveniments que trobaríem serien compatibles amb una hipòtesi de tenir només soroll, per això s'estudia la diferència entre els esdeveniments trobats i la hipòtesi de tenir només soroll per cada valor de massa. I es produeixen plots com el produit per CMS:

En aquest 'plot' es mostra la combinació de tots els decaïments estudiats i es pot veure la probabilitat d'excloure el Higgs (SM). S'agafa un nivell de confiança del 95%, així, tots els punts (valors de massa del Higgs) per sota la línia del 95% queden exclosos. La línia discontinua amb les franges verdes i groges, és el que esperariem si no exisits (1 i 2 sigmes), mentre que la línia contínua, feta pels punts negres, és el que s'observa de l'experiment. Així es pot concloure que el Higgs queda exclòs entre 127 i 600 GeV segons CMS. Un plot similar s'obté per ATLAS. Si mirem amb zoom la regió de baixa massa, ara per ATLAS :

Aquí ATLAS exclou el Higgs amb una massa per sota de 115.5GeV i més gran de 131GeV (també se sobreposen els límits trobats anteriorment per altres experiments). Ara bé, l'important és veure com a la regió d'entre 120-130GeV estem molt per sobre del que esperaríem, tant per ATLAS com per CMS, això es degut a un excés d'esdeveniments en aquesta regió, per això es mira com de significant és la senyal respecte al soroll, o sigui, s'intenta veure si el pic trobat és realment un pic o una fluctuació estadística. Un cop fet aquest anàlisi es produeixen plots de l'estil següent:

Aquí CMS mostra com de significant és la senyal (cada color representa una desintegració del Higgs, i la línia negre és la combinació) respecte de només tenir soroll (linia de zero) per totes les masses del Higgs. Es veu que entre 117-126GeV (quadrat blau) la senyal té una significancia de més de 2 sigmes (línia vermella discontínua horitzontal), o sigui una probabilitat de que sigui senyal de debò (i no una fluctuació) de més del 98.5%. De forma similar també es pot obtenir el valor més probable de la massa del Higgs, ATLAS obté 126GeV i CMS 124GeV.

Així doncs, després dels resultats es pot concloure que el Higgs queda exclòs per unes masses per sota de 115.5GeV i per sobre de 127GeV amb un nivell de confiança del 95%. I si el Higgs (SM) existeix (la probabilitat d'existir és >98.5%) el valor més probable és de 124GeV (2.6sigmes) segons CMS i de 126GeV (2.3sigmes) segons ATLAS.

Bardenas Reales

Les Bardenas Reales és un paratge natural situat al sud de Navarra, que des del 2000 forma part de la Reserva de la biosfera de la UNESCO. És un terreny sense cap nucli urbà però on hi ha una zona militar que es fa servir per fer pràctiques de tir (aquesta zona queda exclosa de la reserva de la biosfera). És una zona molt característica, el terreny ha estat fortament erosionat per l'aigua i el vent creant formes geològiques entre les quals destaquen els barrancs, els altiplans d'estructura tabular i els turons solitaris. L'estrucutra més famosa: el 'castildetierra' que es pot veure a sota.

La zona es va començar a formar fa 20.000 milions d'anys quan l'aigua provinent dels Pirineus, la serralada Ibèrica i les Catalànides (molt més prominents al Cretaci) es va començar a estancar. Durant 10.000 milions d'anys, diferents tipus de materials van començar a sedimentar. Degut a un procés de compactació i cimentació natural els dipòsits de sediments es van transformar poc a poc en roca sedimentària. Quan el que avui coneixem com l'Ebre es va obrir al mar, tota l'aigua acumulada es va buidar i els diferents materials es van començar a erosionar. Les formes es deuen a que en la part superior hi havia els materials més resitent (roca dura: gres, pedra calcària o conglomerat) que protegien les zones inferiors formada per una roca més tova (argila o marga). Gràcies a aquest procés d'uns quants milers de milions d'anys tenim aquest meravellós paisatge.

Aquest petit desert és accessible amb cotxe, ja que una pista forestal en rodeja la part central, coneguda com a 'Bardena blanca' pel color de les roques. Des d'aquesta pista hi ha diferents itineraris, en bici o a peu, que ens permeten gaudir d'aquest paratge completament recomanable!

L'LHC s'apaga (de moment)

Després de 180 dies en funcionament, el 30 d'octubre de 2011 a les 17:15h l'accelerador de partícules més gran del món, l'LHC (Large Hadron Collider - Gran Colisionador d'Hadorns), s'apagava. Durant aquest temps s'han arribat a produir 400 trillons de col·lisions protó - protó que han servit per intentar desxifrar els misteris de l'univers. El funcionament de l'LHC ha estat excel·lent, ha superat amb escreix els objectius operacionals que s'havien proposat i els seus experiments (ATLAS, CMS, LHCb i ALICE) han realitzat mesures excepcionals.

Durant aquest dies s'han fet diversos anàlisis per entendre el funcionament de l'univers. S'ha retrobat el model estàndard, i s'han obtingut algunes de les mesures més precises que s'han pres mai. S'han buscat particules supersimètriques, tot i que de moment no se n'ha trobat cap. S'han exclòs els squarks fins a energies molt altes (1TeV) refutant la majoria de teories supersimètriques (conegudes com a SUSY). I en particular, s'ha posat molt d'ènfasi en la cerca del bosó de Higgs, se n'ha descartat l'existència per molts valors de la seva massa i cada vegada sembla més difícil que existeixi.

LHC, però, no s'apaga definitivament: en breu es tornarà a engegar i durant un mes es faran col·lisionar ions de plom. Aquests, en contenir molts protons i neutrons en el seu interior permetran estudiar (mitjançant el detector ALICE principalment) densitats comparables a les del Big Bang, un règim conegut com a 'Quark-Gluon Plasma'. A l'hivern, l'accelerador es tornarà a apagar ja que la despesa econòmica per mantenir la instal·lació és massa gran (el CERN consumeix la mateixa quantitat d'electricitat que la ciutat de Ginebra). El 2012 es tornaran a injectar protons i es prendran dades durant un any, després s'apagarà la màquina per 1-2 anys i se'n farà un 'upgrade' (millora).

A sota es pot veure un 'plot' generat per ATLAS (per CMS hi ha un 'plot' similar). A l'eix X es veu la massa del Higgs, i tots aquells punts de la línia negra contínua per sota de 1 són els valors del bosó de Higgs que queden exclosos amb un nivell de confiança del 95% (146<mH<232 GeV, 256<mH<282 GeV and 296<mH<466 GeV). La línia discontinua (amb els contorns verd i groc) és el que esperariem si el Higgs no existís.

Així doncs, la nova física no estava tant a prop com s'intuïa i sembla que tant el model estàndard (que prediu l'existència del Higgs), com totes les possibles alternatives s'estan quedant en no res. Durant el proper any, o es trobaran noves partícules o se n'exclourà la seva existència donant pas a una època molt interessant en el món de la física de partícules.

Barcelona Montserrat, GR 6

La tradició d’arribar a peu a Montserrat arrenca de l’edat mitjana, quan no hi havia cap altra manera d’acostar-se a venerar la 'Moreneta'. Desde llavors, nombrosos grups de pelegrins (anomenats romeus) pugen a peu a Montserrat i al igual que es feia històricament, amb uns amics vam decidir fer el camí romeu de Barcelona a Montserrat, travessa que actualment està marcada com a GR-6. Després d'aquesta decisió tant espontània, vam buscar informació sobre el GR-6, però vam trobar que hi havia troços mal senyalitzats. A més, depenent de les ressenyes, els recorreguts poden ser d'entre 48 a 62km. Tot i això, no ens vam pas desil·lusionar.

La sortida va ser a les 6h del matí de l'estació de metro Mundet, d'allà cap al Parc del Laberint d'Horta i per la dreta agafàvem el GR6 que ens havia de dur fins a Montserrat. El primer tram, el vam fer amb frontals, Collserola amunt Collserola avall, fins arribar al Pi d'en Xandri i d'allà a Sant Cugat. Tot i que era mig fosc era certament un dels trams més interessants. De Sant Cugat a les Fonts, no està del tot malament. La sortida pel polígon de St. Cugat no és molt agradable però un cop passat l'HP la cosa comença a millorar tot i que les marques del GR comencen a disminuir. Per sort no vam tenir cap problema per arribar a Les Fonts, on cap a les 10h vam fer una paradeta per esmorzar. 

En sortir de Les Fonts vam marxar cap a Olesa. Aquest tram és el més lleig (excepte la riera) i també el menys senyalitzat. Primer, d'urbanització en urbanització fins arribar a la riera de Gaia; un cop allà, el GR sembla desaparèixer, si creues la riera i vas a la dreta trobes el GR97, però teòricament el GR6 segueix riera avall cap a l'esquerra, així que això vam fer. Després de caminar una estoneta sense veure cap senyal, trobem casi al mig de la riera un pal indicador que ens assenyala correctament el camí, així que seguim baixant pel mig molta estona sense trobar cap senyal, fins al punt de plantejar-nos tornar enrera. Seguint riera avall trobem una font i un indicador de l'antic camí ral. Finalment, després de molta estona pel mig de la riera (30min?) veiem 2 ponts de ciment i una mica més enllà un pal indicador del camí de Sant Jaume que va fins a Montserrat, del GR ni rastre. Així que decidim seguir aquest camí, indicat amb fletxes grogues fins a Olesa. En algun punt tallem el GR97 un altre cop, i una mica més enllà, cap a l'urbanització d'Oasis, retrobem el GR. 

Un cop a Olesa, fem una parada per dinar en un bar, on en veure'ns les cares en inviten a unes patates fregides boníssimes. Sort de les patates, perquè jo estava fet caldo de la baixada... Al cap d'una estoneta, xino xano cap a Montserrat. La sortida d'Olesa no està ben indicada (s'ha d'anar direcció Esparraguera) però fàcilment s'arriba per carretera a la falda de la muntanya on al costat d'un pont comença la pujada. D'allà, fins al Monestir! La pujada va ser dura: un primer tram massa ràpid va fer que m'hagués de seure més d'un cop a agafar aire i menjar galetes, però gràcies als ànims del meu amic amb 2 horetes de pujada erem al Monestir de Montserrat. 

Així doncs, després d'encara no sé quants kilometres i 13 horetes (encara no eren les 19h del vespre) vam poder agafar el cremallera i el ferrocarril per tornar cap a casa amb butllofes als peus però molt satisfets! La ruta no està molt ben indicada: en alguns llocs les marques estan molt separades, a la riera de Gaia sembla que desapareixen i també són inexistents a a les sortides d'alguns pobles com Olesa. No és una travessa molt bonica, però tampoc tant horrible com me l'imaginava. Les parts més xul·les: creuar Collserola, la baixada de la riera de Gaia i la pujada a Montserrat. Val la pena!

Surtsey, l'illa que va sortir del no-res

A 7km de l'illa del Hierro, a les Canàries, s'han detectat senyals d'una erupció submarina a 2.000m de profunditat (serà el principi de la creació d'una illa?). Això, tot i que amb diferències, em recorda una història:

Un matí de novembre de 1963, al costat de les illes Westman, al sud d'Islàndia,  la tripulació d'un pesquer va veure una columna de fum que sortia del mig de l'oceà. Pensant-se que era un vaixell amb problemes s'hi van acostar. Un cop allà, la sorpresa va ser seva en trobar-se amb una sèrie d'explosions que sortien del mar i que expulsaven cendres. Era el principi de la creació d'una illa! 

L'erupció volcànica submarina va durar 5 anys i va formar 3 illes, només una de les quals ha resistit el pas del temps, actualment té 1.4 km² i segon els geòlegs, no hi ha perill que desaparegui. Aquesta illa va rebre el nom de Surtsey, en honor al Déu del foc nòrdic. No cada dia sorgeixen illes del fons del mar i ràpidament Surtsey va ser considerada una espècie de 'laboratori natural'. 

L'únic rastre humà és una cabana pels científics que l'estudien, que s'han d'assegurar de no introduir cap tipus de vida (llavors, animals, insectes,..) quan hi van per tasques d'investigació. A l'illa s'hi van fer primer diversos estudis geològics i després es va començar a estudiar la seva colonització. Es va aprofitar l'oportunitat per observar la creació d'un ecosistema del no-res i estudiar-ne la seva evolució. Plantes i animals s'han establert a l'illa. Al registre fet al 2008 s'hi van trobar 69 espècies de plantes, 14 d'ocells, així com petits invertebrats (aranyes, escarabats,..), a més, els seus voltants presenten una abundant vida marina.

Així doncs, Surtsey ha quedat aïllada d'una possible colonització humana, i la vida segueix allà lentament el seu curs. L'illa de Surtsey va ser declarada patrimoni mundial de la humanitat per la Unesco el 2008.

El desglaç a l'àrtic

A principis de Setembre, un estudi de l'IUP-Universitat de Bremen ens tornava a fer memòria sobre el desglaç de l'àrtic. Aquest cop, mostraven dades on es provava que l'extensió de gel a l'àrtic, o sigui, la quantitat de mar cobert per gel, havia arribat a un nou mínim històric, una nova conseqüència de l'escalfament global, sense dubte accelerat per l'ésser humà. A sota podeu veure l'evolució de la quantitat de gel a l'àrtic en funció de l'època de l'any durant els últims 9 anys. A més, es comparen amb la mitjana dels anys 1978-2008 (línia discontínua), on la quantitat de gel era clarament superior a la dels últims anys.

L'IUP de Bremen afirma que l'extensió del gel àrtic a l'estiu s'ha reduït fins a un 50% respecte al 1972, any en que es va començar a estudiar l'àrtic per satèl·lit. També fa un seguiment diari de l'estat del gel produint els seus propis mapes mitjançant un sensor japonès a bord d'una nau de la NASA.

El desglaç a l'àrtic pot tenir conseqüències nefastes per a l'ésser humà, entre d'altres: l'augment del nivell del mar (si es desfà el gel a sobre la superfície) i la desaparició de països, un canvi en la salinitat de l'oceà, que podria provocar canvis en els corrents marítims i amb això un canvi global del clima al planeta... També pot tenir efectes sobre la fauna, com la reducció d'animalons, peixos, mamífers (óssos polars, foques,..) o algues que habiten en aquests hàbitats. Cal destacar que les algues són el primer esglaó de la cadena tròfica de molts animals, per tant, la desaparició podria comportar-ne efectes desastrosos en la fauna àrtica. A més, l'efecte Albedo pot accelerar el procés de desglaç de l'àrtic. Aquest seria degut a que l'aigua provinent del gel desfet absorbeix més radiació (perquè és més fosca que el gel) causant un escalfament addicional.

A baix es pot veure una animació de l'ESA on es mostra l'estat del gel àrtic des de l'1 de Juny fins al 24 d'agost del 2011. Es veu clarament que el pas del nordest (per sobre de Rúsia) i del nordoest (per sobre de Canadà) es troben sense gel, i de forma simultània, cosa que només havia passat anteriorment una sola vegada. Aquests passos havien estat buscats per navegants (Davis, Hudson, Munsk, Barents, Laptev, Bering, Perfiyev, Nordenskiöld, Amundsen,...) durant més de 500 anys per trobar una ruta sense gel que unís l'oceà Atlàntic amb el Pacífic passant per l'oceà glacial àrtic. L'obertura dels passos fa que les companyies comercials puguin transportar per via marítima els materials de forma molt més ràpida a través del globus. Enguany el pas del nordoest s'ha travessat amb només 8 dies.

El desglaç també pot ocasionar problemes geoestratègics i/o territorials, basats en l'aprofitament dels recursos (jaciments de petroli, gas, minerals valuosos,...) de les noves zones accessibles un cop el gel s'ha retirat. Fins i tot els russos van plantar el 2007 una bandera a 4.200m de profunditat sota l'àrtic per reclamar-ne la sobirania.

Neutrins, més ràpids que la velocitat de la llum?

Científics de la col·laboració OPERA han descobert en un estudi recent (http://arxiv.org/abs/1109.4897) que els neutrins (tipus de partícula elemental) viatgen més ràpid que la velocitat de la llum, concretament, 60ns -nanosegons- (0.00000006 segons) més ràpid. Sembla poquíssim, però molts dels aparells tecnològics d'avui en dia tenen una precisió molt més gran (o sigui, que poden mesurar de sobres aquesta quantitat -60ns-). De confirmar-se el resultat per altres experiments, o si més no, passar el vist i plau de la comunitat científica, seria un resultat espectacular, modificaria completament la nostra comprensió de l'univers, refutant per exemple la teoria de la relativitat d'Einstein, violant relacions de causa efecte (causalitat) o fins i tot, permetent que partícules viatgessin cap al passat!

Avui a les 16h hi ha hagut al CERN un seminari, on un respresentant de la col·laboració OPERA ha exposat els seus resultats, i ha acabat amb un munt d'aplaudiments i amb molts científics força convençuts de la veracitat de l'estudi. Ara bé, la feina no s'ha acabat, els científics d'OPERA seguiran millorant l'anàlisi, i a més, esperen un intens escrutini per part de la comunitat científica per verificar o descartar aquest resultat.

Els neutrins són partícules que interactuen molt poc amb la matèria, cada dia, milions de neutrins travessen la terra sense tocar-la! Aquest fet en fa molt difícil l'estudi, ja que es necessiten molts neutrins per detectar-ne almenys un. Ja fa uns anys es va descobrir que tenien massa observant oscil·lacions entre les diferents espècies de neutrins. Aquesta massa és minúscula, però no zero com prediu el model estàndard. I ara, tot sembla indicar que aquesta petita partícula ens torna a desmuntar una altra gran teoria, la relativitat.

Com se sap que el neutrí viatja més ràpid que la llum? Doncs molt fàcil v=d/t (velocitat=distància/temps). Si suposem que totes les partícules es mouen a la velocitat de la llum (v=c) podem saber quin és el temps (t) necessari per recórrer una distància (d) determinada. Si el temps que mesurem és més petit que el previst (suposant v=c) llavors vol dir que les partícules viatgen més ràpid (v>c).

Per fer-ho han utilitzat més de 16.000 neutrins que s'han llançat des del CERN (a Ginebra) cap al Gran Sasso (a Italià, prop de L'Àquila) entre el 2009 - 2011. La distància entre els dos punts l'han mesurat gràcies a un estudi geològic (realitzat en bona part, gràcies a GPS) que dona com a resultat una distància de 731.278m amb 20 cm d'error (a determinats llocs l'error era tant petit que van poder mesurar la deriva continental i vibracions del terreny de 7cm degut al terratrèmol de l'Àquila). Després, han mesurat el temps des què el neutrí surt del CERN fins que arriba a Gran Sasso, i per fer-ho s'han basat en dos sistemes independents: GPS i rellotges atòmics. La mesura del temps no és trivial, ha calgut calibrar i sincronitzar tots els rellotges, o sigui, assegurar-se que tots els rellotges anaven igual, si ja és difícil que el rellotge de la cuina funcioni igual que el del menjador imagineu-vos dos rellotges a més de 700km i que han d'anar iguals en 1ns (0.000000001s)!

Així doncs, finalment, han trobat que els neutrins arribaven 60ns abans del que hauria arribat la llum! Això implica que la velocitat del neutrí és superior a la de la llum en 20 parts per milió. A sota hi ha un esquema del procediment

Coses més tècniques

Els neutrins es generen a través de la desintegració de protons provinents d'un dels accelerador de partícules del CERN (l'SPS). Aquests decauen ('es transformen') en kaons o pions (un altre tipus de partícula formada per un quark i un antiquark) que decauen a la vegada a un muó (partícula elemental) i a un neutrí (muònic). Aquest últim, a causa de la seva baixa massa, surt pràcticament en la mateix direcció de la partícula de què decau. Per això diem que tenim un feix de neutrins que s'anomena CNGS (CERN Neutrino Gran Sasso) perquè es produeixen al CERN i van cap a Gran Sasso. A sota hi ha un esquema de la instal·lació CNGS.

Els neutrins no es detecten, però sí el muó que l'acompanya. Així, cada cop que es detecta un muó es pot dir que hi ha un neutrí que s'ha generat al CNGS (veure figura de sobre). I per saber quan ha arribat un neutrí a Gran Sasso, es detecten les partícules a què decau el neutrí (taus i muons majoritàriament). Això és el que es fa al LNGS (Laboratori nacional del Gran Sasso) amb el detector OPERA.

Un altre aspecte que podria ser preocupant és el punt de partida del neutrí (el punt exacte on es genera), que no es coneix. Així que s'agafa com a origen el punt en què els protons són injectats al CNGS. Això crea una incertesa que es tradueix en un error en la mesura a causa d'aquests 100-1000m de diferència entre l'origen del neutrí i l'origen que nosaltres agafem. Aquest error és de 0.2ns, que és negligible enfront dels 60ns.

Un punt important per assegurar-nos que els rellotges estan sincronitzats és la distribució d'origen i final dels neutrins: com a origen s'agafa la distribució de protons (línia vermella) i com a final la distribució d'esdeveniments detectats a OPERA (punts) ja que els neutrins no es detecten. A sota es pot veure les dos distribucions abans (a dalt) i després (a baix) d'estar calibrades.

La diferència de temps que surt al gràfic de sobre, els 1048.5ns, és el temps que tardaria la llum a recórrer la distància entre el CERN i Gran Sasso (TOF -time of flight-), si li restem el que tarden els neutrins (tenint en compte totes les correccions derivades de la mesura temporal o de la mesura de la distància) apareix:

δt = TOFc –TOFν = 1048.5 ns – 987.8 ns = (60.7 ± 6.9 (stat.) ± 7.4 (sys.)) ns

S'obté finalment (amb una significancia de 6.0 σ):

(v-c)/c = δt /(TOF’c - δt) = (2.48 ± 0.28 (stat.) ± 0.30 (sys.)) ×10-5

CP Violation

Quan em pregunten de què treballo no tinc una resposta fàcil. Puc dir que sóc físic, físic de partícules concretament; però sempre m'acaben dient: 'I això, què és? Què fas exactament?'. I alguna cosa els intento explicar. Ahir, afortunadament, vaig acabar el capítol de teoria de la meva tesi, i ara em sento amb ganes d'explicar de forma breu i clara alguna cosa sobre la física de partícules.

Un tema fonamental en la física de partícules és la 'Violació de CP', o el que és el mateix: diferències entre matèria i antimatèria. Per què és important? us preguntareu... A l'inici, l'univers era tot energia i ara està fet de matèria i no d'antimatèria. Si tenim en compte que l'energia es pot convertir en una parella partícula-antipartícula, alguna cosa devia passar perquè es produís més matèria que antimatèria (per això nosaltres existim!). Això és el que la violació de CP intenta explicar. D'on ve aquest nom? CP es refereix a Càrrega i Paritat: La Paritat (P) fa referència a la 'imatge a través d'un mirall' d'una partícula -algunes propietats (com l'helicitat) són diferents quan te les mires per un mirall-, la Càrrega (C) elèctrica també diferencia una partícula de la seva antipartícula. Així, si sobre una partícula fas una transformació de CP (canvies la càrrega i te la mires per un mirall) obtens l'antipartícula i viceversa. Quan hi ha una violació de CP és quan hi ha asimetries entre la matèria i l'antimatèria sota transformacions de CP (per exemple: més antipartícules es convertiran en partícules que partícules en antipartícules).

Hi ha tres tipus de 'Violació de CP', o tres formes diferents d'observar diferències entre matèria i antimatèria. Avui n'explicaré una: la 'Directa' o 'Violació de CP en el decaïment'. Aquesta ens diu que el decaïment (o 'desintegració') d'una partícula a dues (o més) partícules és diferent del decaïment de la seva antipartícula. Un exemple el podem trobar en els resultats obtinguts fa poc pel detector LHCb, entre el decaïment del B0 que passa a ser K+ pi- i de la seva antipartícula, l'anti-B0, que es converteix en K- pi+. Al gràfic de sota es pot veure el nombre de B0 (esquerra) i anti-B0 (dreta) reconstruides a partir de les seves filles (kaons i pions) sota les mateixes condicions. Es veu clarament (mirant l'altura dels pics) que el nombre d'anti-B0 és inferior al de B0. Aquesta asimetria entre la quantitat de matèria (B0) i d'antimatèria (anti-B0) és una violació de CP.

Concretament, a l'histograma es pot veure el nombre de decaïments (eix Y) del B0 a K+ pi- (o de l'anti-B0 a K- pi+ a la dreta) amb un certa massa (eix X). El màxim del pic correspon a la massa del B0, o de l'anti-B0, que és la mateixa. Pel que fa als colors, el vermell representa la 'senyal', o sigui els autèntics decaïments de B0 a K pi; el blau correspon a l'ajust total, on es té en compte totes les contribucions incloent-hi el 'soroll' (o 'background') que són altres esdeveniments similars que han passat la nostra selecció però que en cap cas corresponen a successos del tipus B0 a K pi i que estan representats pels altres colors. Així doncs, l'asimetria es veu quan comparem els dos pics vermells, ja que el B0(esquerra) decau més cops que l'anti-B0(dreta).

L'escola en català, ara i sempre

Aquests últims dies s'ha posat en dubte la legalitat de la immersió lingüistica a Catalunya, un sistema implantat per unanimitat amb la volta de la democràcia a Catalunya. Aquesta immersió, a part de salvar la nostra llengua després de segles d'opressió, ha estat el principal element d'integració i de cohesió de la societat catalana, una societat d'origens molt diversos que ha conviscut durant aquest temps sense cap mena de problema lingüístic. A Catalunya som bilingües, parlem dues llengües sense cap problema. I això, és gràcies a la immersió lingüística. Els nens/es amb un dels pares catalano parlant i l'altre castellano parlant ja són bilingües de per sí. Però el model actual garanteix que tots ho puguem ser. Un nen/a de pares catalano parlants, a part de saber català aprèn el castellà a l'escola i també l'aprèn de la societat, ja sigui per la televisió o pels carrers, on el castellà s'utilitza molt, sobretot a les grans ciutats. En canvi, un nen/a de pares castellano parlants, o un nouvingut, apren català gràcies a la immersió lingüística. Segurament moltes d'aquestes persones no senten la "necessitat" d'aprendre'l per "sobreviure" en aquest país. Així doncs, sense la immersió lingüística, la majoria de nens/es castellano parlants o d'immigrants no podria tenir un domini adequat del català, ja que en alguns indrets del nostre territori, els resultaria molt difícil trobar un ambient on es parli 100% català, per poder així aprendre la llengua.

Jo, que sóc catalano parlant i em moc en un ambient catalano parlant, no conec ningú que no sàpiga parlar el castellà, tot i que sí conec gent que no sap parlar el català. La immersió lingüística garanteix, doncs, que tots els nens/es tinguin un domini més que adequat de les dues llengües d'aquest país, tal com es veu en les proves europees PISA. És un model d'èxit reconegut internacionalment, que no segrega, sinó que integra i cohesiona.

D'altra banda, també cal dir que el català és una part fonamental de la nostra cultura i de la nostra nació, per no dir la més important. En cap altre país del món una persona es pot integrar tant fàcilment: vivint a Catalunya i parlant català, una persona es pot considerar i és considerada catalana.

La Diada de Catalunya

El 11 de Septiembre se celebra cada año la 'Diada Nacional de Catalunya', que en ningún caso simboliza, como muchos creen, la derrota de la Corona Catalano-Aragonesa (o Catalunya) contra Castilla, sino que es uno de los últimos actos de la Guerra de Sucesión Española que tuvo lugar del 1701-1715. El 11 de Septiembre de 1714, las tropas de Felipe V entraban en la ciudad de Barcelona después de 14 meses de sitio, ciudad que junto con otras ciudades del entonces imperio español, defendian los derechos de sucesión del archiduque Carlos de Austria. Cabe decir, que entre los partidarios de Felipe V también habia ciudades de la antigua Corona Catalano-Aragonesa, como la ciudad de Cervera, a la que se premió por su fidelidad con una universidad. Poco después de la caída de Barcelona, que pone fin a la guerra de sucesión, se promulga el Decreto de Nueva Planta y se implanta un sistema político uniforme en casi todos los territorios, lo que conlleva la abolición de las instituciones y de las libertades civiles catalanas.

Durante los más de 2 siglos siguientes, la lengua, las tradiciones, las instituciones y otras libertades civiles catalanas fueron, en distintos grados y/o momentos, prohibidas, abolidas, perseguidas y/o castigadas. Con pocas excepciones como la creación de la 'Mancomunitat de Catalunya' o con la instauración de la II República, no fue hasta después de la muerte de Franco, en 1980, cuando se restauró el 'Parlament de Catalunya', que Catalunya recuperó la normalidad con la vuelta de nuestras libertades civiles.

Así pues, el 11 de Septiembre celebramos, que a partir de la pérdida de nuestras libertades se forjó un sentimiento colectivo de nación, de país, que va más alla de las fronteras y que está ahí donde están nuestras conciencias. Celebramos que, después de casi 3 siglos de opresión, hemos sido, somos y seguiremos siendo una nación, ya seamos españoles, franceses o un estado independiente. Celebramos el nacimiento de una conciencia colectiva como pueblo catalán capaz de perdurar ante cualquier adversidad.

Polítics aleatoris

Ja fa temps navegant per Internet vaig trobar un article molt interessant sobre com la introducció de legisladors, diputats, senadors, en definitiva 'polítics', de forma aleatòria en un òrgan de decisió en podia millorar la eficiència, entenent per una millora de l'eficiència un major nombre de lleis aprovades i un major guany social. L'article el podeu trobar a: arXiv:1103.1224, i aquí en va un resum.

L'article es basa en el model proposat per l'economista Carlo M. Cipolla on cada legislador pot ser representat com un punt en un diagrama en funció de la seva actitud per promoure benefici social i personal.

Independentment de la posició d'un legislador, si hi ha disciplina de partit, aquest aprovarà totes les propostes del partit (representat per un cercle) encara que segons el seu punt de vista siguin perjudicials per ell o per la societat. Aquestes propostes es podrien representar pel conjunt de punts situats per sobre i a la dreta del que seria el 'centre del partit'. Mentre que un legislador independent escolliria lliurement segons el seu criteri.

Així doncs, aquest article, a on només fan l'estudi per una cambra de representants amb dos partits, mostra com la introducció de legisladors independents pot millorar el nombre de lleis aprovades i millores socials aconseguides enfront d'un model on només existeix la disciplina de partit. És interessant veure també com el supòsit de tenir només legisladors independents minimitza el nombre de lleis aprovades i de millores socials.

Per fer-ho, han fet simulacions amb diferents percentatges de diputats als dos partits i sempre acaben trobant, independentment del percentatge, un nombre (diferent per cada cas) de legisladors independents que maximitzen el nombre de lleis aprovades i el benefici social.

No estaria gens malament poder-se apuntar com a legislador independent i poder trencar una mica amb la disciplina de partits per millorar la societat!!