Físicos logran identificar “fuerza fantasma” que alteraba los análisis del acelerador de partículas del CERN

En un avance notable para la investigación en el campo de la física de partículas, científicos en el Super Proton Synchrotron (SPS) del CERN han logrado medir y cuantificar una estructura invisible que ha estado afectando el comportamiento de las partículas dentro del acelerador. Esta estructura, descrita como una resonancia en el espacio de fase, ha sido identificada como la responsable de desviar el curso de las partículas, causando problemas para los experimentos de física de partículas.

El fenómeno de resonancia ocurre cuando dos sistemas interactúan y se sincronizan, y en este caso particular, se manifiesta debido a imperfecciones en los imanes que guían las partículas dentro del acelerador. Aunque los aceleradores de partículas generalmente se describen utilizando solo dos grados de libertad, los investigadores descubrieron que para entender completamente la resonancia, era necesario considerar cuatro parámetros en el espacio de fase.

El equipo de científicos, liderado por Giuliano Franchetti de GSI en Alemania, utilizó monitores de posición del haz a lo largo del SPS para medir la posición de miles de partículas y generar un mapa de la resonancia que afecta al acelerador. Este mapa proporcionó una comprensión más profunda de cómo se comportan las partículas individuales en presencia de la resonancia.

“Lo que hace que nuestro hallazgo reciente sea tan especial es que muestra cómo se comportan las partículas individuales en una resonancia acoplada”, explicó Hannes Bartosik del CERN. “Podemos demostrar que los hallazgos experimentales coinciden con lo que se había predicho en base a la teoría y la simulación“.

Este descubrimiento, publicado en Nature Physics, marca un paso significativo hacia la mitigación de los efectos adversos de la resonancia en los aceleradores de partículas. Los científicos esperan que el desarrollo de una teoría que describa el comportamiento de las partículas en presencia de esta resonancia les permita alcanzar haces de partículas de alta fidelidad necesarios para experimentos futuros en el campo de la física de partículas.