Nueva medida del experimento ATLAS con choques de protones
Los protones pueden chocar entre sí de forma inelástica, esto es, perdiendo energía en el choque. La medida de la probabilidad de que se dé este tipo de colisión, es decir, la medida de la sección eficaz inelástica protón-protón, es una medida clásica y fundamental de cromodinámica cuántica (QCD) que tiene una importancia capital en astrofísica y el estudio de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre.
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas, entre ellas, protones, que proceden del espacio exterior con una energía elevada debido a su alta velocidad y que chocan con las partículas existentes en las altas regiones atmosféricas, entre ellas, también protones, produciendo los rayos cósmicos secundarios.
Así pues, un conocimiento exacto de probabilidad de colisión inelástica protón-protón juega un papel central en los modelos de interacción de rayos cósmicos con las capas más altas de la atmósfera que se usan en astrofísica.
La dependencia de esta tasa de colisión y la energía de los protones incidentes no es calculable teóricamente, desde primeros principios, usando técnicas de teoría de perturbaciones en QCD. Sólo la teoría cuántica nos proporciona argumentos fundamentales, llamados de unitariedad y conservación de probabilidades, que permiten construir modelos aproximados. Así que se hacen necesarias medidas experimentales.
Por todo ello, la primera medida reciente del experimento ATLAS de la sección eficaz protón-protón con una energía de 7 TeV en el choque ha tenido una gran repercusión y será publicada en la revista Nature.
El experimento ATLAS en el LHC está formado por 3.000 físicos de numerosas instituciones en todo el mundo. Entre ellos, un grupo de 30 científicos del Instituto de Física de Altas Energías en el Campus de la UAB.
La importancia del estudio de los rayos cósmicos viene de la posibilidad de trabajar con partículas de gran energía. Historicamente, el estudio de los rayos cósmicos permitió el descubrimiento del positrón (antimateria del electrón) y el muón, entre otras partículas. El estudio de los rayos cósmicos nos ofrece, también, la posibilidad de interpretar y de detectar los cuerpos emisores y los procesos de alta energía que tienen lugar, y es, por tanto, una fuente de información valiosa del espacio exterior.
