El LHC

En algún momento del año 2009 se pondrá en funcionamiento el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), la construcción de está máquina se inició en la década de los 90 por cuenta del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), el proyecto que actualmente orilla los 660 millones de Euros cuenta con la colaboración de 6.500 científicos de 85 naciones.

 

El LHC es un acelerador de partículas construido 100 metros bajo la superficie terrestre. Consiste en un túnel cilíndrico de 27 kilómetros de circunferencia ubicado entre Suiza y Francia, dicho túnel tiene en promedio 35 metros de altura y  30 metros de ancho. Para su construcción se usó una máquina especial que literalmente se tragaba la roca a un ritmo de 30 metros por día. Finalizado el túnel, el suelo tuvo que ser congelado para evitar los deslizamientos por causa de las filtraciones de agua.

Un Acelerador es una máquina diseñada para aumentar la velocidad con la que se desplazan las partículas usando un campo magnético, estas partículas son forzadas a seguir el recorrido de un túnel, aumentando en cada vuelta su velocidad y por ende su energía, una vez que se obtiene la energía necesaria, estas partículas se hacen colisionar con otras que se desplazan en sentido contrario, el choque permite fragmentarlas y conocer finalmente de qué están hechas, dentro del LHC los protones son acelerados a casi la velocidad de la luz recorriendo los 27 kilómetros, 11 mil veces por segundo. Todo el trayecto del túnel y las máquinas que lo componen están enfriados casi al cero absoluto, más fríos aún que el espacio exterior.

Según Einstein la masa es equivalente a la energía, así que al hacer colisionar las partículas (en este caso los Hadrones), se podría recrear, a una escala pequeña, las condiciones especiales que dieron inicio a nuestro universo. Al impactar los protones su masa y parte de la energía que traen se transformarán en calor y en otras partículas, el LHC podrá analizar y tomar datos en las milésimas de segundo que durará todo eso.

La teoría que actualmente describe la manera en que la materia está constituida y la forma en que interactúan 3 de las 4 fuerzas que componen la naturaleza, se denomina Modelo Standard, fue enunciada en los años 60 (el MS no incluye a la fuerza de gravedad), y desde entonces no ha sufrido modificaciones considerables, dicho modelo tiene pequeñas falencias y deja sin respuesta algunas cuestiones, el LHC fue construido para ir más allá del Modelo Standard y llegar a un entendimiento mejor de la naturaleza.

Actualmente la ciencia comprende muy bien el comportamiento de la materia, pero no puede explicar el origen de la masa, tampoco está muy claro por qué partículas distintas tienen masas distintas. Durante los experimentos se buscará indicios de la Energía y de la Materia Oscura, que juntas componen más del 96% de nuestro universo y que aún no hemos podido detectar.

 

Uno de los objetivos principales del LHC es detectar y estudiar el Bosón de Higgs, partícula cuya existencia fue predicha en los años 60 y que se cree que confiere masa a otras partículas, este bosón es llamado “La particula de Dios” y hasta la fecha se ha mostrado muy esquivo, su detección permitirá a la ciencia dar varios pasos por adelante del Modelo Standard.

Otra pregunta que podría responder este acelerador guarda relación con las dimensiones extras propuestas por la Teoría de Cuerdas (10 dimensiones espaciales y una temporal), así como las cuestiones referentes a la formación de los micro Agujeros Negros y las súper partículas llamas Strangelets.

Para detectar o estudiar esta familia tan peculiar de objetos el LHC consta de 4 experimentos principales:

El ATLAS

Es el más grande de los detectores, tiene el tamaño de un edificio de 6 pisos, esta compuesto de 3 mil kilómetros de cable y su objetivo principal es detectar al Bosón de Higgs que se formará como resultado de la colisión de los protones.

El CMS

Es un gigantesco imán que pesa 2000 toneladas y puede generar un campo magnético 100 mil veces mayor que el de nuestro planeta, consumirá tanta energía que podrá fundir 18 toneladas de oro en segundos,  su misión es trabajar en conjunto con el Atlas para detectar la “partícula de Dios”.

El LHCb

Tratará de responder las cuestiones referentes a la materia y a la antimateria, cuando se formó nuestro universo hace unos 13.7 mil millones de años debió existir casi la misma cantidad de materia y antimateria. Actualmente no hay rastros de la antimateria primigenia, el LHCb podrá darnos una respuesta acerca del porqué la antimateria no pudo sobrevivir momentos después del Big Bang.

ALICE

Al producirse la colisión entre Hadrones se espera que se generen temperaturas enormes por milésimas de segundo, estas temperaturas serían unas 100 mil veces superiores a las que existen en el núcleo del Sol, bajo estas condiciones se formará un plasma de partículas muy parecido al que tubo lugar en el Big Bang, analizando este plasma ALICE podrá explicar cómo las partículas dieron forma a nuestro universo actual.

 

Teniendo en cuenta todo lo anterior es fácil darse cuenta del enorme reto que supuso la construcción del LHC, primeramente el reto científico, ya que la tecnología que usa es altamente compleja, el reto político que supone la colaboración de los 20 miembros europeos del CERN y de otras 65 naciones que colaboraron o colaboran activamente, finalmente el reto financiero, el LHC tiene un costo actual de más de 660 millones de Euros, lo que demuestra que Europa confía plenamente en la inversión que tiene como base la investigación científica.

El  LHC ha sido protagonista de varias publicaciones en los medios, entre esas publicaciones se pueden destacar aquellas de naturaleza sensacionalista, que no se sustentan en bases científicas y que dicen que el acelerador provocará una catástrofe mundial y que terminará no solo con nuestro planeta sino que con el universo entero, el estadounidense Walter Wagner y el español Luis Sancho afirman que cuando el LHC se ponga en marcha generará micro agujeros negros inestables que se tragarán al planeta entero en cuestión de horas, también afirman que se activará una transición a un estado de vacío cuántico que convertirá a todo el universo en nada.

En respuesta a esto el CERN ha publicado estudios que confirman la seguridad de las pruebas y ha desestimado las denuncias de Wagner y Sancho ya que carecen completamente de un respaldo matemático que las apoye.

 

Los resultados de las investigaciones del CERN han contribuido de modo positivo en la sociedad, una de sus creaciones más populares fue Internet, el CERN también ha desarrollado el PET Scanner, este aparato puede realizar diagnósticos médicos mucho más detallados que la resonancia magnética, su funcionamiento esta basado en antimateria (positrones).
Probablemente, los adelantos tecnológicos proveídos por el LHC permitirán un mejoramiento de las condiciones de vida que tenemos actualmente.

En el mundo científico la expectativa es enorme con relación a los datos que aportará el LHC, se calcula que en un año este acelerador proporcionará 15 Petabytes de datos, lo que equivale a una columna de 20 kilómetros de Cds. Esperemos que muy pronto el Gran Colisionador de Hadrones nos sorprenda con sus espectaculares resultados.