Edición impresa

  • Imprimir página
  • E-mail
  • Aumentar texto
  • Disminuir texto
  • Favoritos
  • Mr. Wong
  • Delicious
  • Menéame
  • Google
  • Facebook

Bajo el suelo de Francia y Suiza se lleva a cabo el mayor experimento de física del mundo. La función del colisionador es acelerar protones cerca de la velocidad de la luz y hacerlas chocar

En busca de la clave del universo

Especial EL COLISIONADOR DE PARTÍCULAS

Por Tomás Unger

Los físicos están de fiesta, al punto de haber compuesto un rap, con baile y todo (ver link www.youtube.com/watch?v=j50ZssEojtM). El video muestra y describe el mayor experimento en la historia de la física, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

'Hadrón' viene de un término griego que significa 'denso' y se utiliza para denominar a los protones y neutrones, partículas que están en el núcleo de los átomos. La función del colisionador es acelerar estas partículas, en este caso protones (núcleos de hidrógeno), hasta el 99,999999% de la velocidad de la luz, y hacerlas chocar.

CÓMO
Para obtener protones se requiere primero quitarle el electrón al átomo de hidrógeno y dejar solo el núcleo. Para ser acelerados, los protones se tienen que confinar en un haz. Para esto el LHC tiene varios anillos, con tubos rodeados de más de 1.600 potentísimos imanes superconductores que crean el campo magnético para contener y acelerar los protones.

Para que los imanes sean superconductores hay que enfriarlos a 1,9º por encima del cero absoluto (-271,1º), al rodearlos de 96 toneladas de helio líquido. Del primer anillo los protones pasan al siguiente, el sincrotrón, y luego al supersincrotrón de 7 km. Tras 20 minutos de aceleración, el haz es inyectado al colisionador (LHC).

El LHC es un gran túnel circular de 27 km y 3,8 m de diámetro que corre bajo la frontera entre Francia y Suiza (su parte más profunda está a 175 m bajo el suelo). Dentro del túnel corren dos tubos paralelos. En un tubo se inyecta el haz de protones en la dirección de las agujas del reloj; y en el otro, en sentido contrario: para entonces, los protones están acelerados aproximadamente a la velocidad de la luz y dan 11 mil vueltas al circuito cada segundo.

A lo largo del túnel hay 4 estaciones donde los tubos se cruzan y son los sitios donde las partículas chocan. Los protones viajarán en 2.800 paquetes, separados en el tiempo por 25 millonésimas de segundo, lo que a la velocidad de la luz les da un espacio de 7,5 m. Por el momento están más espaciados (75 nanosegundos, 22,5 m), con lo cual hay 600 millones de colisiones por segundo en los cruces. En los cuatro cruces están las estaciones ATLAS, CMS, ALICE y LHCb que permiten observar las colisiones.

ATLAS es un detector que registra todo lo que sucede durante la colisión. El CMS es un solenoide que funciona también como un detector de carácter general. Ambos buscarán las claves de la materia negra del universo y del llamado bosón de Higgs*, partícula esencial para completar el modelo estándar de la física. Se cree que la colisión reproducirá las condiciones existentes inmediatamente después del Big Bang (explosión que originó el universo) que ALICE y LHCb tratarán de identificar. ALICE buscará el plasma líquido, forma de materia que se supone que existió al originarse el universo. Hoy solo tenemos materia, pero en el Big Bang se crearon cantidades iguales de materia y antimateria**, y el LHCb tratará de averiguar qué pasó con la antimateria.

ESFUERZO GLOBAL
La información obtenida en las colisiones de las 4 estaciones va a la central y también se transmite por banda ancha a diversos laboratorios en el mundo. Se espera obtener una cantidad considerable de información que será enviada de inmediato a físicos en diversos continentes para colaborar con sus análisis. Así, además de los cientos de científicos que trabajan en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) que operan el LHC, más de mil científicos distribuidos en el mundo podrán estudiar los resultados del experimento.

PARA QUÉ
El LHC está costando ya más de 6.000 millones de euros, lo que lo ha convertido en el experimento más costoso en la historia de la ciencia (lo que algunos han criticado). La respuesta de los científicos es sencilla: "No sabemos lo que nos podrá mostrar la naturaleza... Nos puede sorprender. La teoría cuántica maduró en los años 20 y para 1947 nacía el primer transistor, que no existiría sin ella".

Según Stephen Hawking, no se encontrará el bosón de Higgs, pero se descubrirán cosas que nadie esperaba.

Sea como fuese, satisfacer la curiosidad es lo que ha llevado a la humanidad a donde está hoy. Respecto de los experimentos, el de Michelson-Morley*** fue muy costoso en su época y comprobó la inexistencia del éter, lo que creó la base para la teoría de la relatividad. Un argumento incontrovertible es que la humanidad obtiene mayor beneficio de la inversión en la ciencia que la de las armas, que la supera en varios órdenes de magnitud.

* Partícula predicha por el físico escocés Peter Higgs, cuya existencia explicaría el origen de la masa de las partículas. Esta partícula nunca ha sido detectada y sin ella el modelo estándar de las partículas subatómicas no está completo.

* La antimateria consta de las mismas partículas que la materia, solo que su carga eléctrica es de signo contrario. La antimateria ya ha sido observada en otros experimentos y, al chocar con la materia, ambas se anulan. *** Ver esta página en la edición del 3 de diciembre de 1991.

  • Imprimir página
  • E-mail
  • Aumentar texto
  • Disminuir texto
  • Favoritos
  • Mr. Wong
  • Delicious
  • Menéame
  • Google
  • Facebook

Suscríbase Vida y Futuro

¿Tú qué opinas?

  • Cargando lista de blogs de opinión.