Fallece el Premio Nobel de Física Simon van der Meer

El Premio Nobel de Física Simon van der Meer acaba de dejarnos. Su invención de la técnica estocástica de refrigeración es fundamental para producir los antiprotones necesarios para el descubrimiento de los bosones intermedios de la teoría electrodébil.

Simon van der Meer, nació en 1925 en La Haya, en Holanda. Ingresó en la Universidad de Delft en 1945 para estudiar ingeniería, universidad que dejó para ocuparse del desarrollo de los microscopios electrónicos en los laboratorios de investigación de Philips. Sin embargo, se unirá al CERN en 1956, donde se llevará a cabo la investigación que le llevará a ganar el Premio Nobel de Física en 1984 con Carlo Rubbia.

Su mayor contribución es, sin duda, el descubrimiento de la técnica de enfriamiento estocástico.

Durante la década de 1970, los experimentos con haces de neutrinos y la obra de teóricos como Gerard Hooft, su profesor investigador del Instituto de Física Teórica de la Universidad de Utrecht en 1977, tienden a demostrar que el modelo unificado de fuerza nuclear débil y la electromagnética Glashow-Weinberg-Salam son correctas. Pero para estar seguros de tal afirmación, era necesario crear y detectar los famosos bosones W y Z intermedios previstos por esta teoría. Para ello, la única posibilidad de demostrar su existencia pasa por chocar haces de protones y antiprotones utilizando el colisionador de hadrones.

En 1982 en el CERN, un equipo de físicos encabezado por el físico italiano Carlo Rubbia realizará una de los experimentos más extraordinarios de la física contemporánea. El objetivo es demostrar la existencia de dos nuevas partículas subatómicas, la W y Z0 y así confirmar la teoría electrodébil propuesta en la década de 1960 por Salam, Glashow y Weinberg. En el vídeo se muestran algunas claves para entender lo que hicieron.

Una invención crucial para la física de partículas elementales

La técnica, sin embargo, plantea varios problemas, entre ellos el de la obtención de intensos rayos de antiprotones. Esto requiere la creación de antiprotones y conseguir que se acumulan en un anillo. El otro problema era obtener haces lo suficientemente brillantes para que el número de colisiones por segundo fuera lo suficientemente grande para que la creación de bosones intermedios (caso muy poco probable de una colisión entre un protón y un antiprotón) fuera elevada. Los antiprotones son de la misma carga, un paquete de estas partículas tienden a «evaporarse» como consecuencia de la repulsión electrostática y tenían que encontrar una manera de «enfriar» constantemente aquello, aumentando así la probabilidad de colisiones con los protones.

La técnica de enfriamiento estocástico de Simon van der Meer, implementada con el almacenamiento de antiprotones en el acumulador de antiprotones (AA) se demostró como un factor crucial en el fin de proporcionar los haces de hadrones que chocan en detector UA1 UA2 e inspirado por la cámara de multihilo de otro premio Nobel de física que murió recientemente, Georges Charpak. Estos detectores de bosones W y Z, han servido para validar lo que hoy es conocido como el Modelo Estándar de partículas elementales.

El acumulador de antiprotones (AA) en construcción en 1980. © CERN

Simon van der Meer, lamentablemente ha fallecido. Rolf Heuer y Steve Myers, director ejecutivo y director de aceleradores y tecnologías del CERN, le rinden homenaje a estos términos:

«Simon van der Meer fue en todos los sentidos, un gigante de la física de partículas modernas. Su contribución a la ciencia de los aceleradores de oartículas es crucial para el funcionamiento de los aceleradores de hoy como el LHC. »

«Fue un hombre de una gran inventiva. Ante un problema, se sumergió en una profunda reflexión, que no dejaría hasta que hubiera encontrado una solución. Steve Myers recuerda que él era muy exigente y muy silencioso. Simon van der Meer no usaba dos palabras cuando era suficiente con una. Pero esa palabra siempre era la palabra correcta.»

«Simon van der Meer es mejor conocido por su contribución a la MSF, por la que recibió el Premio Nobel junto con Carlo Rubbia, 1984. El enfriamiento estocástico, la innovación que hizo posible la existencia del SPS, es un ejemplo típico del ingenio de Simon van der Meer: una idea sencilla en un primer momento, pero para cualquier persona que entienda el funcionamiento de los aceleradores de los aceleradores de partículas «fue realmente un golpe propio de un genio. »

«Esta invención es probablemente la mayor contribución de Simon van der Meer, a la física moderna, y con razón, fue galardonado con el Premio Nobel. Sin embargo, en un principio, se tomó mucho tiempo para convencerse de que su idea era tan importante. Hasta donde sabemos, Simon van der Meer, dijo por primera vez la posibilidad de enfriamiento estocástico en una reunión de responsables de grupos de la ISR en 1968. Wolfgang Schnell, jefe del grupo encargado de RF y la instrumentación del haz, se había esforzado por convencer a Simon para escribir su propuesta, pero terminó escribiendo algo. Fue el primer paso en un viaje que lo llevaría a Estocolmo

Herencia múltiple

«Simón llegó al CERN el mayor especialista de su área y fue responsable de la construcción de las jaulas utilizadas para el colisionador de hadrones por primera vez en el mundo, el ISR, y luego por el SPS.

También desarrolló un dispositivo magnético llamado «cuerno», que ahora es utilizado por laboratorios de tres continentes diferentes para dirigir la trayectoria de haces de partículas neutras – neutrinos – haciéndolos pasar a través de la corteza terrestre a lo largo de cientos de kilómetros para llegar a detectores de partículas subterráneos.

También heredó la técnica que él inventó para medir los haces, y que lleva su nombre. Sin el método de van der Meer, de la exactitud de la calibración de brillo en el LHC sería mucho menor.

Hoy en día, las contribuciones de Simon van der Meer siguen desempeñando un papel importante en los proyectos del CERN, el LHC, o el CNGS (neutrinos del CERN), o una desaceleración de antiprotones – que se traduce en el 2010 se consideraron los avances del Año por la revista Physics World. «Simon era un brillante científico e inventor, muy respetado en el CERN y en todo el mundo

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