BOLETIN DIRECCIÓN NACIONAL DE INVESTIGACIONES No. 13

DIRECCIÓN NACIONAL DE INVESTIGACIONES

¿QUÉ ES LA FÍSICA DE ALTAS ENERGÍAS?

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Boletín No. 13

Octubre a Diciembre de 2008 ISSN 1900-2726

En este número: Editorial / ¿Qué es la física de altas energías? ¿CÓMO VAMOS? - Ceremonia de Premiación al Mérito Investigativo - Logros de la DNI año 2008 - Nuevo sitio web para la DNI / NOTIDNI - Actividades Externas: Conferencia en el Planetario Distrital - Visita de investigadores de la UAN a la Universidad de Antioquia / PRÓXIMOS EVENTOS - Cronograma 2009 / HERRAMIENTAS PARA LA INVESTIGACIÓN - Bases de datos y sitios web de interés / NOVEDADES EDITORIALES

Cern

Editorial

Directivos Mary Falk de Losada Rectora Víctor Hugo Prieto Vicerrector Académico Ariel Vega Vicerrector Administrativo Martha Carvalho Secretaria General Marta Losada Falk Directora Nacional de Investigaciones Lorena Ruiz Serna Directora Fondo Editorial Diseñador César Bran Corrección de estilo Juan Felipe Echeverry Fotografía www.flickr.com , DNI - UAN Impresión EDIPRIME LTDA ISSN 1900-2726

En el último boletín del año, la Dirección Nacional de Investigaciones desea presentar a nuestros lectores qué es la física de las altas energías, fundamentada en el estudio de las interacciones de las partículas elementales, sus implicaciones y como la Universidad participa en este proyecto del acelerador de partículas (LHC) específicamente en Atlas, mediante el Grupo de Altas Energías.

De igual forma, estamos presentando el balance del año de la DNI, en el cual se incluye el lanzamiento del nuevo sitio web y los galardonados de este año en la Ceremonia al Mérito Investigativo de la Universidad.

En el nuevo sitio de la DNI http://csi.uan.edu.co encontrarán cual es la infraestructura con la que cuenta nuestra Dirección junto con la descripción de cada una de las oficinas de apoyo y todo lo relacionado con la inscripción de semilleros, la participación en las convocatorias que organiza anualmente la DNI. Buscando aproximarse a los clubes de ciencia de las instituciones educativas de Bogotá, que desean aprender más a cerca de las partículas elementales se dictó con gran éxito una conferencia en el Planetario a la cual asistieron alrededor de 250 niños y jóvenes.

Con el fin de fortalecer las investigaciones desarrolladas en las sedes de nuestra Universidad, la DNI apoyo a los investigadores para que visitaran el SIU Sede de Investigación de la Universidad de Antioquia, con el fin de continuar con el proyecto de transferencia de capacidades que viene adelantando con la financiación de Colciencias.

Finalmente, seguimos presentándoles direcciones web que sirven de herramientas de investigación y las últimas novedades editoriales, entre ellas destacamos el libro “Diez estrategias para la implementación de proyectos ambientales escolares PRAES”, resultado de la investigación realizada por el grupo Conciencia.

Cerramos el año con un gran balance y continuamos con nuestra labor de acompañar y fomentar la investigación al interior de la Universidad.

DIRECCIÓN NACIONAL DE INVESTIGACIONES Sede Circunvalar. Carrera 3 este No. 47 A – 15 Bloque 4 Piso 4 Teléfono: 338 4960 ext. 130 ó 140 dni@uan.edu.co Bogotá D.C., Colombia

Grupo de Altas Energías

El Gran Colisionador de Hadrones LHC, los experimentos asociados y los posibles descubrimientos Marta Losada, Ph.D. Directora del Grupo de Investigación en Física Experimental de Altas Energías Universidad Antonio Nariño (UAN) Directora Regional de la Escuela CERN Latinoamérica, en Bogotá

Existen dos grupos de investigación colombianos que participan en los experimentos del famoso LHC: El de la Universidad Antonio Nariño en el experimento ATLAS y el de la Universidad de los Andes en el experimento CMS. La participación de ellos ha sido posible gracias al apoyo de las instituciones a las que pertenecen, así como de Colciencias y, de manera muy significativa, a la red HELEN (High Energy Latin American European Network), una red de movilidad de investigadores financiada en su mayoría por la Unión Europea.

¿Qué es la física de altas energías?

La tabla resume las partículas elementales y algunas de sus propiedades físicas.

La física de altas energías se enfoca al estudio teórico y experimental, de las interacciones entre las partículas elementales debidas a la fuerza fuerte, débil y electromagnética. Las partículas elementales se pueden dividir en dos categorías bosones y fermiones, ver tabla resumen. Experimentalmente, se han construido laboratorios enormes que básicamente estudian las interacciones a través de colisiones entre distintas partículas elementales, o contra blancos, para poder capturar propiedades de las partículas nuevas producidas por la colisión en detectores especializados. Otro tipo de experimentos aprovecha el flujo de partículas que llegan a la Tierra provenientes de otras regiones del Universo (los llamados rayos cósmicos) y nueva-

mente, tanto sus interacciones con la atmósfera terrestre como con detectores ubicados en nuestro planeta o enviados al espacio, permiten avanzar en el conocimiento fundamental de las fuerzas que rigen al Universo y a la cosmología, es decir, el origen y evolución del Universo temprano.

Algunos museos de ciencia en el mundo tienen componentes de detectores expuestos, en algunos después de unos instantes podemos ver el paso de los productos de decaimiento de rayos cósmicos que de forma permanente están atravesando la Tierra al interactuar con el detector.

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¿Cómo funcionan los experimentos del LHC? A grandes rasgos, se producen dos haces de protones que se aceleran hasta alcanzar la energía deseada, luego cada haz se inyecta al acelerador circular principal en un sentido y otro. En cada uno de los puntos donde se encuentran los detectores se modifica la trayectoria del haz para que colisionen frente a frente los dos haces. Esta colisión producirá una serie de partículas elementales, algunas de las cuales tienen tiempo de vida muy cortos. Los productos finales de un decaimiento, o una serie de decaimientos, serán partículas como hadrones, electrones, fotones y muones.

Cada componente del detector en cada punto de colisión, bien sea ATLAS, CMS, etc. está especialmente diseñado para detectar los distintos tipos de partículas y almacenar los datos de las características físicas de estos como son la energía, el momento, la ubicación en el detector, etc. Existen dos procesos que deben ocurrir a continuación; primero, la decisión de si el evento es interesante para realizar un análisis de la física asociada, es decir, que los datos cumplen con ciertos requisitos, y por lo tanto, serán almacenados y, una vez allí, se aplican, nuevos filtros de selección de eventos y finalmente algoritmos de reconstrucción. Las eficiencias de los filtros y de los algoritmos de reconstrucción son cruciales para obtener información pertinente, confiable y útil para los posteriores análisis físicos de los datos. Estos análisis son los que pueden llegar a mostrar la existencia de nuevas partículas, hasta ahora nunca detectadas, que se han propuesto en diferentes modelos teóricos.

Figura esquemática del detector ATLAS

Imágenes del primer haz en ATLAS

¿Qué posibles descubrimientos se harán?

Mencionamos tan sólo un par de ejemplos del potencial de descubrimiento del LHC: el bosón de Higgs y supersimetría.

Versión simplificada de los componentes de un detector. El IDET (Detector Interior), que permite ver las trazas de las partículas cargadas eléctricamente. El ECAL (Calorímetro Electromagnético) en el cual se deposita la energía de los electrones y fotones. El HCAL (Calorímetro Hadrónico) donde se deposita el energía de los jets de hadrones. Finalmente, el detector de muones (MuDET).

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El Origen de la Masa Si hiciéramos un zoom a la materia que nos rodea, y toda la que constituye el Universo, es decir, si nos acercamos para ver la estructura misma de la cual está hecha, observamos a las moléculas y los átomos.

Las distintas variedades de átomos se identifican con los elementos químicos. La característica común a todos los átomos es que están conformados por un núcleo y un conjunto de electrones que se mueven alrededor del mismo; Con el tiempo, y a través de métodos experimentales cada vez más sofisticados, se determinó que el núcleo de un átomo está compuesto por partículas llamadas protones y neutrones, compuestos, a su vez, por unas partículas elementales denominadas quarks (up y down).

Simulación de la detección de los bosones de Higgs en el experimento CMS © Cern

Lo importante de destacar es que las moléculas, átomos, electrones, protones, neutrones y quarks tienen una masa bien definida. A raíz de la famosa ecuación de Einstein E = mc2, la unidad de masa más conveniente para expresar las masas de las partículas elementales es (eV)/c2, donde c es la constante que denota la velocidad de la radiación electromagnética o fotones (la luz visible es una de sus manifestaciones); 1 eV, que se refiere a un electronvoltio de energía, es la energía que gana o pierde un electrón en una diferencia de potencial de 1 voltio.

De todas las partículas enunciadas anteriormente tan sólo el fotón y los gravitones se pueden considerar de masa nula. El problema fundamental es que desconocemos cómo adquieren masa las otras partículas. El mecanismo de Higgs es una de las postulaciones teóricas que más se ha tratado de verificar.

Precisamente uno de los objetivos concretos de los experimentos del LHC es la búsqueda de la partícula bosónica de Higgs. El mecanismo de Higgs explica la generación de masa de las partículas elementales como un efecto residual de la interacción de cada una de éstas con la partícula de Higgs. La manera más directa de comprobar si éste es realmente el mecanismo que genera la masa es por medio de la detección del bosón de Higgs. Adicionalmente, esto nos permitirá avanzar de manera contundente en el entendimiento de la evolución temprana del Universo.

Materia oscura y supersimetría La evidencia experimental proveniente de la astrofísica y la cosmología es abrumadora para indicar que debe existir una partícula elemental no constituida por quarks (no-barionica), que constituye el 25% de la densidad de energía total del Universo denominada materia oscura (la materia normal que conocemos tan sólo constituye el 5% de la densidad de energía total). Se ha postulado la existencia de las llamadas partículas supersimétricas para solventar unos indicios problemáticos de la teoría de las interacciones fundamentales como se entiende hoy en día. En términos muy simples la supersimetría postula existencia de una copia de todas las partículas elementales con exactamente las mismas propiedades físicas que las partículas que conocemos pero con una modificación en el valor de su espín. Adicionalmente, sabemos que la supersimetría no es válida de manera exacta en la naturaleza porque las nuevas partículas tendrían la misma masa que su partícula original correspondiente y por lo tanto, ya se hubiera detectado en algún experimento anterior.

Es bien interesante que haya una partícula supersimétrica que tiene todas las características apropiadas para conformar la materia oscura del Universo. De tal forma, que si se llegara a identificar la existencia de esta partícula en los experimentos del LHC, se tendría un descubrimiento doble, la verificación de la supersimetría y la determinación de la materia oscura del Universo.

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¿CÓMO VAMOS? ceremonia al mérito investigativo

La DNI mostró sus logros y destacó los grupos y semilleros de investigación.

El 26 de Noviembre de 2008 a la 6:30 p.m. en la Sala Antonio Nariño se celebró en las instalaciones de la sede Federman de la Universidad Antonio Nariño la III Ceremonia de Reconocimiento al Mérito Investigativo y el lanzamiento del Centro de Estudios y Análisis Económico, CEAE.

Alto Nivel. Y un reconocimiento especial al Dr. Rafael Gutiérrez ganador de una Mención de Honor del Premio MERCOSUR 2008 en Brasil, por su trabajo en biocombustibles sobre “Destilerías de alcohol de melaza con efluente cero y ganancia energética, mediante la concentración y combustión de vinazas”.

Con la participación de las directivas, docentes, decanos, investigadores y personal administrativo de la Universidad, la Dirección Nacional de Investigaciones, DNI, destacó los grupos de investigación, semilleros de investigación que por su gran labor se distinguieron durante este año.

Se destacaron los Semilleros de Investigación que se ganaron los primeros, segundos y tercer puestos en el X Encuentro de Semilleros de Investigación que se realizó el 21 de agosto, entre ellos cabe mencionar los primeros lugares al Test de percepción cromática de GARONTI de Optometría sede Bogotá, Causas de Apego en relaciones de pareja con edades entre 20 y 29 años del municipio de Zarzal de Psicología sede Roldanillo, Caracterización como un biomaterial de la tagua en su estado marfil vegetal – Bionaire de Electrónica y Biomédica sede Bogotá.

Galardonados año 2008

De igual forma se reconocieron los Semilleros Futuro Huila y Acercamientos comunitarios de Roldanillo que participaron el 10 de octubre del Encuentro Nacional de Semilleros REDCOLSI en Medellín. Y el semillero Cholupa del Huila que participó en el XI Congreso Internacional EDUTEC 2008, en Santiago de Compostela el 5 de septiembre del presente año.

Dentro de los grupos de Investigación se resaltó el Grupo de Altas Energías por la mayor consecución de recursos, el de Investigación en Inmunología y de Endocrinología y el Cadsoft – Calidad del Software -, por el cumplimiento a satisfacción de sus proyectos, y finalmente el Grupo GRESIA por ser el que mayor cantidad de proyectos presentó a las convocatorias.

Se le dio una mención especial a los docentes Yanine González y Diego Mendoza por la culminación de sus estudios de Maestría dentro del Plan de Formación de 6 - Boletín N. 13

LOGROS DE LA DNI AÑO 2008

Actualmente se cuenta con 117 grupos avalados por la DNI, dentro de los cuales 21 están categorizados por Colciencias, antes de terminar el año se espera tener en total 31 grupos de investigación categorizados. Para este año, dentro de las convocatorias que realiza la Dirección se presentaron 54 proyectos de investigación para su posible financiación, se apoyaron 26 candidatos para la asistencia a eventos dentro de la convocatoria de Movilidad; se encuentran dentro del Plan de Formación de Alto Nivel 51 personas estudiando a nivel nacional e internacional. La conformación de programas de Maestría y Doctorado. Se trabajó en fomentar las patentes mediante el estatuto de Propiedad Intelectual, y la asesoría de la oficina de Transferencia Tecnológica.

Se debe destacar la participación del Grupo de Altas Energías de la Universidad, en la puesta en marcha del proyecto más ambicioso de la historia que es el Colisionador de Hadrones en el CERN.

Finalmente, para el año 2009 se van a ofrecer dos convocatorias nuevas, una para los jóvenes investigadores y la otra para la creación de nuevos centros de investigación que apunten a la excelencia académica.

La conversión del Centro de Investigaciones a un Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas que sirve de soporte a los programas doctorales que actualmente se están estructurando. Ahora se cuenta con un Centro de Investigaciones en ciencias económicas denominado Centro de Estudios y Análisis Económico que busca realizar análisis de coyuntura tanto nacional como internacional y lograr la conformación de grupos de investigación orientados hacia las áreas de macroeconomía dinámica, teoría de juegos y dinámica de sistemas.

Los indicadores de gestión que comenzarán a implementarse dentro de la Universidad, que contribuyen a fortalecer las nuevas líneas de investigación, a dinamizar la transferencia de tecnología y contribuir a que el modelo sea más eficiente y eficaz. Estos indicadores serán publicados para toda la comunidad uanista dentro de los lineamientos de Investigación.

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NOTIDNI NUEVO SITIO WEB DE LA DNI

ACTIVIDADES EXTERNAS Conferencia en el Planetario Distrital

Todo estará disponible en el nuevo sitio web de la DNI donde se podrá encontrar informamación sobre Quiénes Somos, Estructura, Avance, Semilleros, Herramientas, Directorio, Eventos, Convocatorias, Fondo Editorial, Documentos y Formatos, en la página inicial encontrará información de primera mano sobre la DNI. Para contribuir a que la investigación sea más eficiente en la Universidad, la DNI viene desarrollando una herramienta para la gestión de la investigación http:// csi.uan.edu.co, donde se podrán consultar todos los proyectos de investigación.

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A finales de octubre, la Dra. Marta Losada fue invitada a dictar una conferencia en el Planetario Distrital de Bogotá sobre altas energías, ponencia que despertó la curiosidad de aproximadamente 250 niños pertenecientes a 40 clubes de ciencias del Distrito, acompañados por 40 docentes.

Durante una hora, los niños y jóvenes asistentes escucharon sobre qué son las altas energías y de qué se trata el acelerador de partículas. La investigadora de la UAN tuvo que resolver varias dudas de los niños.

Visita de investigadores de la UAN a la Universidad de Antioquia Del 11 al 13 de noviembre se programó el Seminario de Transferencia de Capacidades en el Centro de Investigaciones de la Universidad de Antioquia (SIU), realizado para investigadores de la UAN. Dentro de estos días se llevaron a cabo varias charlas magistrales exclusivas para el grupo, y en horas de la tarde se concertaron citas con cada uno de los investigadores líderes de la Universidad de Antioquia (UdeA). El grupo estuvo compuesto por representantes de las diferentes sedes, Ibagué (José Armando Fernández y Adriana Jaramillo), Neiva (Jorge Mariño), Roldanillo (Mariela Victoria Aguilar), Tunja (Omaira Inés Agudelo, Elver Valero), Popayán (Paul Muñoz, Gustavo Ruiz), y Bogotá (Elizabeth Lozano, Lucero Botia y Jorge Almansa).

El contenido del seminario se enfocó en la transformación que realizó la Universidad de Antioquia para pasar de una universidad profesionalizante a una investigativa, para lo cual se dictaron conferencias sobre el sistema nacional de investigación, la propiedad intelectual, la transferencia de tecnología, las revistas científicas, la universidad empresa estado. Con visitas al parque del emprendimiento o Parque E, y el parque Explora.

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Próximos Eventos Convocatoria nacional para medición de grupos de investigación en ciencia, tecnología e innovación año 2008

HERRAMIENTAS DE INVESTIGACIÓN Organización Mundial de la salud, OMS http://www.who.int/es/ Esta es la página web de la organización Mundial de la Salud, OMS, la autoridad directa y coordinadora de la acción sanitaria en el sistema de Naciones Unidas. Es la entidad responsable de liderar los asuntos sanitarios mundiales, configurar la agenda de investigaciones en salud, establecer normas, articular opciones de políticas basadas en la evidencia, prestar apoyo técnico a los países y vigilar las tendencias sanitarias mundiales.

Colciencias abre por décima vez la convocatoria de medición de grupos de investigación, principales actores del desarrollo científico y tecnológico del país. Su objetivo es construir un nuevo escalafón de grupos de investigación científica, tecnológica y de innovación ajustado a la realidad del desarrollo científico nacional y generar estadísticas más precisas y confiables sobre las capacidades disponibles en el Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología del país. Tenga en cuenta que el periodo de observación de esta convocatoria son los productos generados por el grupo a partir del 1 de enero de 2003 y el 31 de diciembre de 2007.

Del 27 de octubre hasta el 17 de diciembre de 2008 usted podrá actualizar la información de los grupos de investigación para esta convocatoria. Los resultados se publicarán el 27 de enero de 2009. Mayor información en: http://www.colciencias.gov.co/por http://www.colciencias.gov.co/portalcol/downloads/archivosSoporteConvocatorias/226 3.pdf

5th CERN - Escuela Latinoamericana de Altas Energías. Recinto de Quirama, Antioquia. http://physicschool.web.cern.ch/physicschool/ latamschool 10 - Boletín N. 13

BIOSPACE

NASA versión en Español

http://www.biospace.com/Default.aspx Sitio donde puede encontrar información sobre biotecnología con boletines, noticias sobre la industria farmacéutica, comunidad en línea acerca del tema.

http://www.lanasa.net/ Sitio oficial de la NASA ahora en español, aquí podrá consultar noticias, eventos astronómicos, teletexto con las noticias del momento, hipervínculos a los programas espaciales, radio etc.

Centro para el control y la prevención de las enfermedades http://www.cdc.gov/spanish/index.htm Este sitio web corresponde al portal oficial del Gobierno de los estados Unidos, en español, dedicada a ofrecer información sobre salud, control y prevención de enfermedades. Es un buen complemento de la OMS, Organización Mundial de la Salud.

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NOVEDADES EDITORIALES FONDO EDITORIAL “La educación ambiental no puede ser un agregado más al programa curricular, sino la vivencia cotidiana de la cultura escolar, las relaciones diarias en la Escuela y la Universidad, que, basada en el quehacer investigativo del entorno, genere un proceso de construcción del conocimiento que responda a una Escuela y una Universidad para la vida, en un espacio democrático y participativo, donde el alumno sea sujeto activo del proceso y el maestro orientador y dinamizador del mismo.

Para ello se requiere una Escuela y una Universidad abiertas, que se integren a la comunidad e incentiven proyectos colectivos de vida y propendan por una sociedad solidaria y democrática. El libro, elaborado por Lucila Reyes Sarmiento y Juan Francisco Herrera Romero, según se inscribe en este contexto y nos aportan elementos interesantes y valiosos para lograr que la Educación Ambiental cumpla con su verdadera tarea de formación integral, donde los docentes sean orientadores de procesos y los alumnos como éste, sin duda contribuyen a enriquecer la Educación Ambiental en nuestro país”.

SABER ECONÓMICO No.3 Colombia – Estados Unidos: Entre lo Político y lo Comercial – Llegó el Momento de Tomar Decisiones Saber Económico publicación del Centro de Estudios y Análisis Económico, CEAE presenta en este nuevo número lo dedican al tema de las relaciones de Colombia y Estados Unidos, el Tratado de Libre Comercio y como las nuevas elecciones afectarán nuestra economía. En economía en cifras muestra los precios del café desde 1996 – 2008 y cuál sería el precio de la acción de Ecopetrol.

Informes: Fondo Editorial, Sede Circunvalar Cra 3 este No. 47 A - 15 Bloque 4 Piso 4 Teléfono : 3384960 ext. 140 - director.editorial@uan.edu.co - Bogotá, D.C. - Colombia

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