Horoscopo
El experimento Muon G-2 refuerza el resultado sorpresa al establecer una «confrontación definitiva»
El experimento Muon g-2 de Fermilab ha revelado una nueva medida de precisión de la propiedad magnética del muón, lo que sugiere partículas no descubiertas y un avance potencial en la física. Los resultados preparan el escenario para un enfrentamiento final entre la teoría actual y el experimento en 2025.
Los hallazgos en Fermilab muestran una brecha entre la teoría y el experimento, lo que podría conducir a una nueva física más allá del modelo estándar.
Los físicos ahora tienen una nueva medida de una propiedad del muón llamada momento magnético anómalo que mejora la precisión de su resultado anterior por un factor de 2.
Una colaboración internacional de científicos que trabajan en el experimento Muon g-2 en el Fermi National Accelerator Laboratory del Departamento de Energía de EE. UU. anuncio la muy esperada medida actualizada el 10 de agosto. Este nuevo valor refuerza la primer resultado anunciaron en abril de 2021, y plantea un enfrentamiento entre teoría y experiencia a lo largo de 20 años de preparación.
“Realmente estamos explorando nuevos territorios. Estamos determinando el momento magnético del muón con mayor precisión que nunca”, dijo Brendan Casey, científico principal de Fermilab que ha trabajado en el experimento Muon g-2 desde 2008.
El anuncio del 10 de agosto de 2023 es el segundo resultado del experimento Fermilab, dos veces más preciso que el primer resultado anunciado el 7 de abril de 2021. Credit: Ryan Postel, Fermilab
Más allá del modelo estándar
Los físicos describen cómo funciona el universo en su nivel más fundamental con una teoría conocida como el Modelo Estándar. Al hacer predicciones basadas en el modelo estándar y compararlas con los resultados experimentales, los físicos pueden discernir si la teoría está completa o si hay física más allá del modelo estándar.
Los muones son partículas fundamentales similares a los electrones pero unas 200 veces más masivas. Al igual que los electrones, los muones tienen un diminuto imán interno que, en presencia de un campo magnético, precede o se tambalea como el eje de un trompo. La tasa de precesión en un campo magnético dado depende del momento magnético del muón, generalmente representado por la letra gramo; en el nivel más simple, la teoría predice que gramo debe ser igual a 2.
Este video de siete minutos proporciona información adicional sobre los muones y el nuevo resultado de la colaboración Muon g-2.
La importancia de g-2
la diferencia de gramo de 2 – o gramo menos 2: se puede atribuir a las interacciones del muón con partículas en una espuma cuántica que lo rodea. Estas partículas parpadean dentro y fuera de la existencia y, como ‘compañeros de baile’ subatómicos, agarran la ‘mano’ del muón y cambian la forma en que el muón interactúa con el campo magnético. El modelo estándar incorpora todas las partículas conocidas de «pareja de baile» y predice cómo cambia la espuma cuántica gramo. Pero podría haber más. Los físicos están entusiasmados con la posible existencia de partículas aún desconocidas que contribuyen al valor de g-2 – y abriría la puerta a la exploración de nueva física.
Gordan Krnjaic, físico teórico de partículas en Fermilab y el Universidad de Chicago Instituto Kavli de Física Cosmológica, dilo New York Times que si persistía el desacuerdo experimental con la teoría, sería «la primera evidencia convincente de laboratorio de la nueva física». Y esta puede ser la primera vez que rompemos el modelo estándar.
Incertidumbres de medición
El nuevo resultado experimental, basado en los primeros tres años de datos, anunciado por la colaboración Muon g-2 es:
g-2 = 0,00233184110 +/- 0,00000000043 (est.) +/- 0,00000000019 (sist.)
La medida g-2 corresponde a una precisión de 0,20 partes por millón. La colaboración Muon g-2 describe el resultado en un documento que enviaron a Cartas de exploración física.
Con esta medida, la colaboración ya ha logrado su objetivo de reducir un tipo particular de incertidumbre: la incertidumbre causada por imperfecciones experimentales, denominadas incertidumbres sistemáticas.
Debido a la gran cantidad de datos adicionales incluidos en el anuncio del análisis de 2023, el último resultado de la colaboración Muon g-2 es más del doble de preciso que el primer resultado anunciado en 2021. Crédito: colaboración Muon g-2
«Esta medida es un logro experimental increíble», dijo Peter Winter, co-portavoz de la colaboración Muon g-2. «Reducir la incertidumbre sistemática a este nivel es un gran problema y es algo que no esperábamos lograr tan pronto».
Si bien la incertidumbre sistemática total ya superó el objetivo de diseño, el aspecto más amplio de la incertidumbre, la incertidumbre estadística, está determinado por la cantidad de datos analizados. El resultado anunciado hoy suma dos años más de datos a su primer resultado. El experimento Fermilab alcanzará su máxima incertidumbre estadística una vez que los científicos incorporen los seis años de datos en su análisis, que la colaboración pretende completar en los próximos dos años.
Detalles de la experiencia
Para realizar la medición, la colaboración Muon g-2 envió repetidamente un haz de muones a un anillo de almacenamiento magnético superconductor de 50 pies de diámetro, donde dieron unas 1000 vueltas a casi la velocidad de la luz. Los detectores alrededor del anillo permitieron a los científicos determinar la tasa de precesión de muones. Los físicos también deben medir con precisión la intensidad del campo magnético para luego determinar el valor de g-2.
El experimento Fermilab reutilizó un anillo de almacenamiento construido originalmente para el experimento Muon g-2 anterior en el Laboratorio Nacional Brookhaven del DOE que finalizó en 2001. En 2013, la colaboración transportado el anillo de almacenamiento 3200 millas desde Long Island, Nueva York, hasta Batavia, Illinois. Durante los siguientes cuatro años, la colaboración reunió el experimento con técnicas, instrumentos y simulaciones mejoradas. El objetivo principal del experimento Fermilab es reducir la incertidumbre de g-2 por un factor de cuatro en comparación con el resultado de Brookhaven.
Además del conjunto de datos más grande, esta última medición de g-2 se mejora con las actualizaciones del propio experimento Fermilab.
«Esta puede ser la primera vez que rompemos el patrón estándar».
— Gordan Krnjaic, Fermilab y científico de UCChicago
Conclusión: el futuro de la experiencia
«Nuestra nueva medición es muy emocionante porque nos lleva mucho más allá de la sensibilidad de Brookhaven», dijo Graziano Venanzoni, profesor de la Universidad de Liverpool afiliado al Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear en Pisa y coautor del Muon. experimento g-2. en Fermilab.
Además del conjunto de datos más grande, esta última medición de g-2 se mejora con las actualizaciones del propio experimento Fermilab. “Mejoramos muchas cosas entre nuestro primer año de recopilación de datos y nuestro segundo y tercer año”, dijo Casey, quien recientemente completó su mandato como co-portavoz de Venanzoni. «Estamos constantemente mejorando la experiencia».
El experimento «realmente funcionó a toda máquina» durante los últimos tres años de recopilación de datos, que finalizaron el 9 de julio de 2023. Fue entonces cuando la colaboración cerró el haz de muones, concluyendo el experimento después de seis años de recopilación de datos. . Lograron el objetivo de recopilar un conjunto de datos 21 veces más grande que el conjunto de datos de Brookhaven.
Los físicos pueden calcular los efectos de los conocidos «compañeros de baile» del modelo estándar en el muón g-2 con una precisión increíble. Los cálculos tienen en cuenta las fuerzas electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte, incluidos fotones, electrones, quarks, gluones, neutrinos, bosones W y Z y el bosón de Higgs. Si el modelo estándar es correcto, esta predicción ultraprecisa debería coincidir con la medición experimental.
Calcular la predicción del modelo estándar para el muón g-2 es muy difícil. En 2020, la Iniciativa de Teoría Muon g-2 anuncio el mejor Predicción del modelo estándar para el muón g-2 disponible en ese momento. Pero una nueva medición experimental de los datos que impulsan la predicción y un nuevo cálculo basado en un enfoque teórico diferente, la teoría del calibre de celosía, están en tensión con el cálculo de 2020. Los científicos de la iniciativa Muon g-2 Theory pretenden tener una nueva predicción mejorada disponible en los próximos dos años que considera ambos enfoques teóricos.
La colaboración Muon g-2 incluye a casi 200 científicos de 33 instituciones en siete países y hasta el momento tiene cerca de 40 estudiantes que han recibido sus doctorados en base a su trabajo en el experimento. Los colaboradores ahora pasarán los próximos dos años analizando los últimos tres años de datos. “Esperamos otro factor de precisión de dos al final”, dijo Venanzoni.
La colaboración planea publicar su medición final y más precisa del momento magnético del muón en 2025, estableciendo el enfrentamiento definitivo entre la teoría y el experimento del Modelo Estándar. Hasta entonces, los físicos tienen una medición nueva y mejorada del muón g-2 que es un paso importante hacia su objetivo físico final.
La colaboración Muon g-2 presentó este articulo cientifico para publicación.
Aquí está grabación del seminario científico celebrada el 10 de agosto de 2023.
El experimento Muon g-2 cuenta con el apoyo del Departamento de Energía (Estados Unidos); Fundación Nacional de Ciencias (EE.UU.); Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Italia); Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (Reino Unido); Sociedad Real (Reino Unido); Unión Europea Horizonte 2020; Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China; MSIP, NRF e IBS-R017-D1 (República de Corea); y la Fundación Alemana de Investigación (DFG).
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Horoscopo
SpaceX lanza 23 satélites Starlink en el vuelo Falcon 9 desde Cabo Cañaveral – Spaceflight Now
Tras el histórico lanzamiento de dos satélites Galileo por parte de la Comisión Europea, SpaceX ha lanzado otro lote de sus propios satélites de Internet de alta velocidad Starlink. El lanzamiento del Falcon 9 el domingo por la noche marcó el 29º lanzamiento dedicado de satélites Starlink en 2024.
El despegue de la misión Starlink 6-54 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 (SLC-40) en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral (CCSFS) tuvo lugar a las 6:08 p.m.EDT (2208 UTC).
El propulsor de primera etapa Falcon 9 que respalda esta misión, número de cola B1076 en la flota de SpaceX, se lanzó por decimotercera vez. Anteriormente apoyó los lanzamientos de Ovzon 3, Intelsat IS-40e, el vuelo número 26 de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-26) de SpaceX y seis misiones Starlink.
Poco más de ocho minutos después del despegue, B1076 aterrizó en el dron SpaceX, “Simplemente lea las instrucciones”. Este fue el aterrizaje número 80 del JRTI y el aterrizaje de refuerzo número 301 hasta la fecha.
En una publicación en las redes sociales, Kiko Dontchev, vicepresidente de lanzamiento de SpaceX, señaló que el equipo completó una rotación de cinco horas desde JRTI a Puerto Cañaveral entre la llegada y la salida del dron para apoyar la misión Starlink 6-54.
Los 23 satélites Starlink se suman a los 5.874 actualmente en órbita, según cifras compiladas el 24 de abril por el astrónomo y experto en seguimiento orbital Jonathan McDowell. Antes de este lanzamiento, se lanzaron 633 satélites Starlink en 2024.
El miércoles, SpaceX anunció que los Estados Federados de Micronesia, un país insular en el Océano Pacífico al este de Australia, fue el último país en agregarse a la lista de países donde el servicio Starlink está disponible.
Aterrizar y aterrizar en el dron Solo lee las instrucciones pic.twitter.com/qbVzhByVZZ
– EspacioX (@SpaceX) 28 de abril de 2024
Salida del dragón
El lanzamiento de Starlink 6-54 se produce apenas unas horas después de que SpaceX Cargo Dragon se separara de la Estación Espacial Internacional para comenzar su viaje de aproximadamente 36 horas para aterrizar frente a la costa de Florida. El desacoplamiento tuvo lugar a la 1:10 p. m. EDT (5:10 p. m. UTC).
El aterrizaje del martes por la mañana concluirá la misión CRS-30. Estuvo acoplado a la ISS durante más de 30 días y regresará con más de 4.000 libros de experimentos científicos.
La operación es también otro paso importante hacia el lanzamiento de la primera misión tripulada de Boeing al puesto orbital utilizando su nave espacial Starliner.
Antes de que pueda realizarse ese lanzamiento, SpaceX debe mover su nave espacial Crew Dragon Endeavour desde el puerto orientado hacia adelante al puerto orientado hacia el espacio del módulo Harmony. Esta maniobra debería tener lugar el 2 de mayo.
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Los investigadores han descubierto una rara partícula de polvo en un meteorito, formada por una estrella distinta de nuestro sol. Utilizando tomografía avanzada con sonda atómica, analizaron la proporción única de isótopos de magnesio de la partícula, revelando su origen a partir de un tipo recientemente identificado de supernova que quema hidrógeno. Este avance proporciona una mejor comprensión de los eventos cósmicos y la formación de estrellas. Crédito: SciTechDaily.com
Los científicos han descubierto una partícula de meteorito con una proporción de isótopos de magnesio sin precedentes, lo que apunta a su origen en una supernova que quema hidrógeno.
La investigación ha descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre formado por una estrella distinta a nuestro sol.
El descubrimiento fue realizado por la autora principal, la Dra. Nicole Nevill y sus colegas durante sus estudios de doctorado en la Universidad de Curtin, quienes actualmente trabajan en el Instituto de Ciencias Lunares y Planetarias en colaboración con NASAen el Centro Espacial Johnson.
Meteoritos y granos presolares
Los meteoritos están formados principalmente por materiales formados en nuestro sistema solar y también pueden contener pequeñas partículas de estrellas nacidas mucho antes que nuestro sol.
Las pistas de que estas partículas, llamadas granos presolares, son reliquias de otras estrellas, se descubren analizando los diferentes tipos de elementos que contienen.
Técnicas analíticas innovadoras
El Dr. Nevill utilizó una técnica llamada átomo Sonda tomográfica para analizar la partícula y reconstruir la química a escala atómica, accediendo a la información escondida en su interior.
«Estas partículas son como cápsulas del tiempo celestes y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre», dijo el Dr. Nevill.
“Los materiales creados en nuestro sistema solar tienen proporciones de isótopos predecibles: variantes de elementos con diferente número de neutrones. La partícula que analizamos tiene una proporción de isótopos de magnesio distinta de cualquier otra cosa en nuestro sistema solar.
“Los resultados fueron literalmente fuera de este mundo. La proporción de isótopos de magnesio más extrema, de estudios anteriores de granos presolares, fue de alrededor de 1.200. El grano en nuestro estudio tiene un valor de 3.025, que es el valor más alto jamás descubierto.
«Esta proporción de isótopos excepcionalmente alta sólo puede explicarse por la formación de un tipo de estrella recientemente descubierta: una supernova que quema hidrógeno».
Avances en astrofísica
El coautor, el Dr. David Saxey, del Centro John de Laeter en Curtin, dijo que la investigación innova la forma en que entendemos el universo, ampliando los límites de las técnicas analíticas y los modelos astrofísicos.
«La sonda atómica nos proporcionó un gran nivel de detalle al que no habíamos podido acceder en estudios anteriores», afirmó el Dr. Saxey.
“La supernova que quema hidrógeno es un tipo de estrella que se descubrió recientemente, casi al mismo tiempo que estábamos analizando la pequeña partícula de polvo. El uso de la sonda atómica en este estudio proporciona un nuevo nivel de detalle que nos ayuda a comprender cómo se formaron estas estrellas.
Vinculando los resultados de laboratorio con los fenómenos cósmicos
El coautor, el profesor Phil Bland de la Escuela de Ciencias Planetarias y de la Tierra de Curtin, dijo que los nuevos descubrimientos del estudio de partículas raras en meteoritos nos permiten comprender mejor los eventos cósmicos más allá de nuestro sistema solar.
«Es simplemente asombroso poder relacionar mediciones a escala atómica en el laboratorio con un tipo de estrella recientemente descubierta».
La investigación titulada “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Polvo estelar rico en magnesio procedente de una supernova que quema hidrógeno » fue publicado en el Revista de astrofísica.
Referencia: “Elemento a escala atómica y estudio isotópico de 25Mg-rich Stardust from an H-burning Supernova” por ND Nevill, PA Bland, DW Saxey, WDA Rickard, P. Guagliardo, NE Timms, LV Forman, L. Daly y SM Reddy, 28 de marzo de 2024, La revista de astrofísica.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad2996
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El 5 de julio de 2023, el lanzador Ariane 5 realizó su último vuelo, poniendo así fin a los 27 años de carrera del que fue el primer cohete pesado de Europa. Casi diez meses después, Arianespace vuelve a la plataforma de lanzamiento con su nuevo caballo de batalla avanzado para el transporte pesado: el Ariane 6.
Por primera vez, el núcleo central y los propulsores del Ariane 6 fueron entregados a la plataforma de lanzamiento ELA-4 en Kourou, Guayana Francesa, marcando oficialmente el inicio de la campaña de lanzamiento inaugural.
El miércoles 24 de abril, el núcleo central del cohete, compuesto por el propulsor principal y la etapa superior, fue transportado 800 metros desde el edificio de montaje del lanzador hasta la plataforma ELA-4, donde fue instalado sobre la mesa de lanzamiento mediante una grúa. y con la asistencia de vehículos de guiado automático (AGV).
Durante los dos días siguientes, Arianespace trabajó para entregar los dos propulsores de cohetes de estado sólido P120C del vehículo a la plataforma y luego montarlos en la mesa de lanzamiento a cada lado del núcleo central. Esta es la configuración del Ariane 62 que realizará la primera misión del vehículo.
El primer cohete propulsor sólido Ariane 6 se transporta al sitio de lanzamiento ELA-4 para su integración. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Al igual que su predecesor, el Ariane 6 tiene un diseño de dos etapas, propulsado por motores que queman hidrógeno líquido y oxígeno líquido. La primera etapa está equipada con un motor Vulcain 2.1, una versión mejorada del motor Vulcain 2 que volaba en el Ariane 5. La segunda etapa, por su parte, está equipada con un motor Vinci de nuevo diseño, capaz de producir 180 kN de empuje en una aspiradora.
Ariane 6 está configurado para volar con un solo par o dos pares de propulsores de cohetes sólidos P120C, que producen un porcentaje importante del empuje total en el despegue. Cada propulsor contiene 142 toneladas de propulsor sólido y puede generar hasta 4.650 kN de empuje.
La capacidad de carga del Ariane 6 varía según la configuración de vuelo utilizada. La versión Ariane 62 que utiliza dos propulsores es capaz de transportar hasta 10.350 kg a la órbita terrestre baja (LEO) y 4.500 kg a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO), mientras que la variante Ariane 64 con cuatro propulsores puede colocar hasta 21.500 kg en órbita baja. Órbita terrestre (LEO). y 11.500 kg en GTO.
«El lanzamiento del Ariane 6 y la restauración del acceso de Europa al espacio son una prioridad absoluta para la ESA a la hora de reanudar los lanzamientos regulares de cohetes desde el puerto espacial europeo», afirmó el director general de la ESA, Josef Aschbacher. “Juntar las etapas del cohete en la plataforma de lanzamiento marca el inicio de una campaña de lanzamiento y muestra que ya casi llegamos; Pronto veremos esta belleza elevarse hacia el cielo.
El siguiente paso en la campaña inicial del Ariane 6 es acoplar los propulsores P120C al núcleo central, actuando como mecanismo de soporte para la pila de lanzamiento. Una vez ensamblados, los equipos realizarán las conexiones mecánicas y eléctricas necesarias.
Luego, para completar el primer Ariane 6, sólo quedará instalar el carenado con las cargas útiles encapsuladas en su interior. Esto tendrá lugar unas semanas antes de la fecha de lanzamiento prevista.
Estas operaciones de integración de vehículos se llevaron a cabo bajo la jurisdicción primaria de la ESA, con el apoyo de ArianeGroup y la agencia espacial francesa CNES.
«Ver el nuevo lanzador europeo en la plataforma de lanzamiento marca la finalización de años de trabajo en las oficinas de diseño y plantas de producción de ArianeGroup y de todos nuestros socios industriales en Europa», dijo Martin Sion, director ejecutivo de ArianeGroup. “Este evento marca también el inicio de una nueva etapa de la campaña de primeros vuelos, con todos los desafíos y complejidades que esto conlleva. Los miembros de nuestro Space Team Europe están poniendo todo su conocimiento y experiencia para que este primer vuelo sea un completo éxito.
El primer núcleo central de Ariane 6 está a punto de ser integrado. (Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
Ariane 6 está diseñado para poder lanzar varias configuraciones de misión. Estas podrían variar desde misiones LEO que involucran constelaciones de satélites hasta misiones Galileo de lanzamiento dual en órbita terrestre media (MEO), lanzamiento único y lanzamiento dual de satélites geosincrónicos/geoestacionarios.
Para su primer lanzamiento, Ariane 6 intentará entregar un conjunto de pequeñas cargas útiles y experimentos a LEO para clientes como la ESA, la NASA, universidades europeas y varias empresas comerciales.
Algunas cargas útiles constan de CubeSats, mientras que otras permanecerán unidas a la etapa superior para documentar la misión. Dos cargas útiles regresarán a la Tierra en forma de cápsulas de reentrada, diseñadas para probar nuevos materiales.
Arianespace y la ESA apuntan actualmente a una ventana entre el 15 de junio y el 31 de julio de 2024 para el primer vuelo de Ariane 6.
“El programa Ariane 6 entra ahora en su recta final antes del vuelo inaugural desde el Puerto Espacial Europeo en la Guayana Francesa. La soberanía europea sobre el acceso al espacio vuelve a ser posible gracias al duro trabajo de los equipos de la ESA, ArianeGroup y CNES”, declaró Philippe Baptiste, director general del CNES. “Me gustaría agradecerles y enviarles mis mejores deseos para las etapas finales. ¡Vamos Ariane 6!
(Imagen principal: El primer núcleo central de Ariane 6 se encuentra dentro del edificio móvil del complejo de lanzamiento ELA-4 en Kourou en preparación para su lanzamiento inaugural. Crédito: ESA/ArianeGroup/CNES)
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