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Retrospectiva 2011

sábado, 24 dez 2011; \51\UTC\UTC\k 51 Deixe um comentário Go to comments

Dois mil e onze foi um ano notável para física de altas energias. Eu, na minha curta vida, não me lembro de um ano tão excitante quanto esse. A quantidade de fofocas e resultados foram tão grandes que não passavam duas semanas sem um assunto interessante sendo discutido nos corredores dos departamentos de física ao redor do mundo.

Vamos então fazer uma breve retrospectiva do que aconteceu.

Janeiro: O ano começou com a triste, ainda que cientificamente correta, decisão de terminar as operações do Tevatron no final do ano fiscal. Nesse mês, o Tevatron teve seu limite de produção de Higgs duramente atacado num artigo téorico escrito por Baglio, Djouadi e cia. Depois de muito bate boca, ficou claro que o “erro” que o Tevatron teria cometido não existe e que os autores usaram distribuições de pártons inedequadas. Ainda em janeiro, o CDF publicou um resultado que mostrava uma grande assimetria forward-backward na produção de t\bar{t}. Essa assimetria foi posteriormente confirmada no D0 e por novas medidas do CDF. Embora o LHC não possa medi-la diretamente, outras medidas sensíveis a efeitos que causariam a assimetria do Tevatron foram feitas pelo CMS, pelo ATLAS e nada foi encontrado. Um paper que não chamou tanta atenção, mas merece ser citado, foi a primeira medida do fluxo de carga de cor feita pelo D0.

No Ars Physica:

Fevereiro: O LHCb começou o mês com a primeira observação do decaimento B_s\rightarrow J/\psi \, f_0 (um decaimento importante pois o estado final é um autoestado de CP e pode-se fazer uma medida da fase de violação de CP sem uso de análise angular) e depois confirmado pelo D0 e CDF. Esse tipo de análise foi feita, também pela primeira vez pelo LHCb, agora em dezembro. Ainda em fevereiro, ficou decidido que o LHC rodaria em 2011 e 2012 a 7\, TeV. A previsão feita então para a luminosidade integrada durante este ano que passou foi de 1\, fb^{-1} entregue a cada um dos grandes experimentos. Terminou com mais de 5 vezes essa quantidade!

No Ars Physica:

Março: O primeiro de muitos resultados estranhos no ano. O CDF reportou uma diferença na massa do quark top para o anti-quark top de -3.3\pm 1.7\; GeV e interpretou isso como uma possível assinatura de um efeito que violasse CPT. Outros experimentos, primeiramente o D0 e posteriormente CMS, mediram a mesma diferença e não confirmaram o resultado do CDF.

Abril: O CDF publica um excesso de eventos na distribuição de massa de di-jatos produzidos em associação com um bóson W. Eles interpretaram esse excesso como uma possível nova partícula com massa em torno de 145\, GeV e gigantesca seção de choque. O mesmo bump foi procurado pelo D0 e pelo ATLAS posteriormente e nada foi encontrado. Nesse mesmo mês o LHC começou a operar com uma luminosidade instantânea maior que a do Tevatron. Ainda em abril, uma nota interna do ATLAS vazou com uma possível ressonância em torno de 114\, GeV observada no canal de di-fótons. O resultado foi refutado pela própria colaboração ATLAS posteriormente. Para fechar esse mês em que ninguém dormiu, o XENON100 publicou seu primeiro resultado excluindo a área em que o DAMA havia interpretado como possível de se encontrar matéria escura devido a uma modulação do sinal detectado por esse experimento.

No Ars Physica:

Maio: Outro experimento de matéria escura, o CoGeNT também detecta uma modulação anual no seu sinal, consistente com a do DAMA em fase e criando mais tensão na interpretação com o resultado do XENON100. Ainda em maio, o FERMI confirmou o excesso de pósitrons de altas energias detectado pelo PAMELA no ano anterior. Alguns viram esse excesso como um sinal de matéria escura, mas outras soluções mais comuns também foram propostas. Para terminar esse mês “espacial”, o AMS entrou em operação, mas até onde eu sei, nenhum resultado foi apresentado até o final desse ano.

No Ars Physica:

Junho: A colaboração T2K anuncia, pela primeira vez, uma medida de \sin^2(2\theta_{13}) diferente de zero. O resultado foi, ainda no mesmo mês, confirmado pelo MINOS e, em novembro, pelo Double Chooz. Esse ângulo era o único que nunca havia sido medido na matriz de mistura dos neutrinos. Esses experimentos agora tentam medir a fase de violação de CP nesse setor, o que até hoje continua inacessível aos nossos experimentos.

No Ars Physica:

Julho: O D0 faz uma atualização da medida da assimetria de produção de di-múons de mesmo sinal, levando a discrepância com o modelo padrão a 4\sigma. O LHCb promete fazer medidas complementares para verificar o efeito, mas até agora nada foi publicado. O CDF reporta uma detecção do decaimento B_s\rightarrow \mu\mu com uma fração de decaimento muito maior que a do modelo padrão. O LHCb faz a mesma procura e não confirma o resultado. Ainda no mesmo mês, o CDF publica a descoberta do bárion \Xi_b^0, fechando o octupleto de bárions com um quark bottom e J=1/2. A massa do top é medida pelo Tevatron com incerteza abaixo de 1\; GeV. 2011 também foi o ano em que a massa do top começou a ser medida através da seção de choque, permitindo uma interpretação teórica mais sólida em termos de que esquema de renomalização está sendo usado. A primeira colaboração a fazer isso foi o D0, em abril, e agora no final do ano, tanto ATLAS quando CMS preparam medidas similares.

No Ars Physica:

Agosto: O LHCb continua destruindo resultados do Tevatron. Nesse mês, o LHCb faz uma medida do ângulo de violação de CP \phi_s completamente de acordo com o modelo padrão e indo contra indicações de discrepância com o modelo padrão em resultados anteriores do D0 e do CDF (sendo honesto, os próprios D0 e CDF reviram seus resultados em publicações que sairam antes do artigo do LHCb) e, de quebra, desfavorecendo esse tipo de interpretação para a assimetria de múons de mesmo sinal no D0. O LHCb também fez um procura pelo exótico Y(4140) (similar ao interessante e controverso X(3872), que realmente existe) que o CDF reportou a descoberta em janeiro desse ano e não encontrou absolutamente nada.

Setembro: O Tevatron é desligado definitivamente e os detectores D0 e CDF terminam suas operações com feixe depois de mais de 20 anos! Nesse mesmo mês, a colaboração OPERA faz sua primeira medida de neutrinos superluminares, refeita posteriormente com uma extração de prótons mais curta. Embora a conclusão tenha sido mantida, o clima de desconfiança no resultado pela comunidade continua a existir.

No Ars Physica:

Outubro: O CDF publica um excesso na produção de ZZ em torno de 327 GeV, que nenhum outro experimento confirmou. Nesse mesmo mês, Glashow e Cohen publicam um artigo teórico colocando em cheque o resultado do OPERA através da medição do espectro de energia dos neutrinos. Além de GC usarem resultados antigos de espectro de energia (inclusive do próprio OPERA), o experimento ICARUS faz uma medida em que usa explicitamente essa predição para refutar o resultado de neutrinos superluminares.

Novembro: O ATLAS e CMS fazem sua primeira combinação de exclusão do Higgs com os dados coletados até o verão de 2011 (até 2.3\, fb^{-1}). Eles excluem toda a região de baixa massa menos entre 114 e 141 GeV. O LHCb reporta uma grande violação de CP no decaimento de mésons D medindo, para isso, a diferença de assimetria no decaimento do D0 para píons e káons. Não é claro ainda se esse efeito é contemplado ou não pelo modelo padrão, mas algumas pessoas já dizem que não. O CDF também fez a mesma medida esse ano, não confirmando o resultado do LHCb (os resultados são consistentes, mas o resultado do CDF puxa a média para um valor muito próximo do modelo padrão). O CDF também atualiza sua misteriosa medida de múons fantasmas e o desacordo com o modelo padrão persiste.

Dezembro: A colaboração ATLAS e CMS divulgam os primeiros resultados da procura pelo Higgs com todos os dados de 2011 e ambas observam um sinal em torno de 125 GeV. O ATLAS, sozinho tem uma evidência de 3.6 \sigma em 126\; GeV, enquanto o CMS tem uma evidência de 2.5\sigma em 124\, GeV. Muitos viram isso como uma descoberta do bóson de Higgs, mas ambos experimentos foram rápidos em dizer que nada pode ser concluído desse excesso. Para fechar o ano, o ATLAS divulga a observação de uma excitação \chi_b(3P) de b\bar{b}, nunca antes detectada.

No Ars Physica:

Espero que 2012 seja mais excitante ainda. Vamos ver o que as conferências de inverno nos reservam!

Para algo menos polarizado, você pode ver a já tradicional lista das 10 maiores descobertas em física de 2011 do Physics World.

Feliz Natal!

CategoriasArs Physica
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  1. quarta-feira, 11 jan 2012; \02\UTC\UTC\k 02 às 21:09:53 EDT

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