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Ciencia y Tecnología - September 9, 2008

LHC: un enorme acelerador de partículas podría dar respuesta a misterios del Universo

Impresionante túnel de 27 km,
donde el correcto alineamiento
de los magnetos es de vital
importancia para que el trayecto
sea controlado con precisión
Foto: Cortesía
Consejo Europeo
para la Investigación Nuclear

Ginebra, Suiza.- 9 de Septiembre del 2008.- (MILENIO) Vía libre para la máquina de experimentación más grande del mundo: el gran colisionador de hadrones ("Large Hadron Collider", LHC) es un acelerador de partículas con el que se pretende desvelar todos los enigmas sobre el "Big Bang", la gran explosión a partir de la cual se formó el Universo.

Con una fuerza nunca antes alcanzada se harán chocar partículas atómicas en un túnel anular de 27 kilómetros de largo. Esta miniexplosión tendrá lugar en el futuro 600 millones de veces por segundo.

El 10 de septiembre, los primeros núcleos atómicos comenzarán a moverse en el acelerador de partículas anular. Oficialmente el aparato del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, que costó 3 mil millones de euros (unos 4 mil 300 millones de dólares) empezará a operar el 21 de octubre.

El LHC es un experimento de lo superlativo: según el CERN, es la máquina más grande jamás construida por el hombre. En el acelerador habrá una temperatura de 271,3 grados Celsius bajo cero, es decir algo menos que en el Universo, donde hay 270,4 grados bajo cero.

Al mismo tiempo, las colisiones de los núcleos atómicos harán que en el pequeño espacio alrededor de las mismas la temperatura sea 100 mil veces mayor que en el centro del Sol.

Un campo magnético, 100 mil veces más intenso que el terrestre, obligará a las partículas a mantenerse en una órbita. El consumo de energía del acelerador, de 120 megawatt, será similar al de la ciudad de Ginebra, de 160 mil habitantes.

Los protones llegarán al 99,9999991 por ciento de la velocidad de la luz, cada segundo realizarán 11 mil 245 giros en el anillo subterráneo y se desplazarán 299 mil 780 kilómetros.

El objetivo

Al igual que la máquina, también son de peso las preguntas que se pretenden responder: los varios miles de físicos que trabajarán con el LHC esperan obtener información fundamental sobre la materia oscura, sobre el enigma no resuelto de cómo logra la materia su masa y sobre la evolución del Universo.

Los científicos siguen sin poder responder por qué durante el "Big Bang" no se formó igual cantidad de materia y antimateria, que se hubiesen anulado mutuamente, sin dejar material suficiente para estrellas, planetas y finalmente también seres humanos.

"La pregunta es por último la siguiente: ¿por qué existimos en realidad? Eso es totalmente misterioso", indicó el físico alemán Siegfried Bethke. "En realidad, no podríamos existir. Eso es motivo suficiente para investigar".

Vista aérea del CERN,
mostrando las regiones
aledañas de Suiza y Francia
Foto: Cortesía
Consejo Europeo
para la Investigación Nuclear

Con su equipo en el Instituto Max Planck de Física, Bethke desarrolló partes fundamentales de ATLAS, el detector más grande del LHC. Los detectores masivos en las enormes salas subterráneas -ATLAS es tan grande como un edificio de cinco pisos- miden las partículas que se forman en cada colisión en el LHC.

A partir de esta lluvia de colisiones, los físicos esperan obtener gran cantidad de partículas elementales hasta ahora no descubiertas e indicios sobre nuevas leyes de la naturaleza, como por ejemplo la partícula de Higgs, que con frecuencia es calificada como una especie de "Santo Grial" de la física de partículas.

Debe explicar por qué las partículas tienen masa. Según la teoría del físico británico Peter Higgs, las partículas intrínsecamente no tienen masa. El Universo está impregnado de un campo, que ofrece resistencia a las diferentes partículas y en esta interacción les otorga masa.

Sin este mecanismo, el denominado Modelo Estándar de estructura de la materia no está completo.

"Las mediciones realizadas hasta ahora en aceleradores junto con la teoría dicen bien claro que la partícula de Higgs (bosón de Higgs) debe encontrarse en el campo de energía del LHC", subrayó el designado director general del CERN Rolf-Dieter Heuer, del Centro de Investigaciones de Partículas DESY (sincrotrón de electrones alemán, según sus siglas en alemán) en Hamburgo.

"La partícula de Higgs muy probablemente no será el primer descubrimiento en el LHC", opinó el Premio Nobel de Física 2004, el estadounidense David Gross.

Según estimaciones de los equipos involucrados, podría llevar fácilmente cinco años. "Antes es muy probable que haya otros descubrimientos sensacionales, que nadie previó".

Es posible que el LHC pueda generar por primera vez partículas de la misteriosa materia oscura. Esta materia invisible forma alrededor del 80 por ciento de la masa del cosmos, pero sólo se hace notar por su gravedad.

Se desconoce de qué está formada. "El LHC abrirá una ventana a este universo oscuro", dice esperanzado el futuro director del CERN Heuer. "Por supuesto que no está garantizado, pero la probabilidad de hallar candidatos para la materia oscura es relativamente grande".

Asimismo, se espera que nuevos descubrimientos inesperados resulten del único experimento. La alta energía generada podría revelar, por ejemplo, la existencia de dimensiones espaciales adicionales a las tres conocidas. Suena a material de ciencia ficción, pero tales suposiciones nacen de teorías derivadas de Einstein, que mostró que las tres dimensiones espaciales están relacionadas al tiempo.

El equipo del CERN preparó un divertido video explicativo del experimento, para aterrizar algunos de los conceptos más complejos y divulgar la importancia del LHC. La cereza en el pastel fue la presentación: un video a ritmo de rap.

El temor a la Máquina del Fin del Mundo

Los físicos han reiterado que está descartado que el LHC pueda generar agujeros negros que traguen la Tierra, temor muchas veces reflejado en los medios. El video concebido por un artista de lo que podría pasar de crecer un hoy negro ha rondado en internet, aumentando aun más la reacción negativa hacia el experimento.

"Toda la discusión es totalmente tonta y absurda", sostuvo Gross. Si los temores fueran ciertos, la catástrofe debería haber ocurrido hace mucho tiempo, argumentó el físico. "La Tierra y la Luna todavía existen, pese a que hay colisiones de partículas cósmicas que generan mucha más energía".

En el mismo sentido, el actual director general del CERN, Robert Aymar, que deja su cargo a fin de año, indicó: "El LHC es el acelerador de partículas más potente del mundo, pero el Universo posee mucho más potentes. El LHC nos permitirá investigar, en condiciones de laboratorio, algo que la naturaleza hace desde hace tiempo".

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