El acelerador se enciende de nuevo
[DISPLAY_ULTIMATE_SOCIAL_ICONS]Luego de estar apagado más de dos años, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) vuelve a estar en funcionamiento y permitirá a los científicos estudiar y conocer las partículas que dieron origen a toda la materia que conforma el universo
Artículo original en el diario El Espectador (Colombia)
Por: Juan Manuel Sarasua
La herramienta científica más grande jamás construida por el hombre volvió a encenderse después de dos años de estar apagada. Este periodo de hibernación fue programado para realizar labores de mantenimiento y actualización de los diversos componentes. Ahora entra en funcionamiento por segunda vez, lo que los científicos llaman “Run-2“, y lo que depara es territorio desconocido para el hombre.
Mas de 14.000 investigadores provenientes de mas de 100 países del mundo estarán en vilo los próximos meses a la espera de los resultados que el experimento arroje. El acelerador está compuesto por un gran círculo de 27 kilómetros de diámetro ubicado entre 50 y 150 metros de profundidad en la frontera entre Francia y Suiza. En ese largo túnel se envían protones en direcciones opuestas que, al chocar, se descomponen en otras partículas y se recrean así las mismas condiciones que ocurrieron al momento justo después del Big Bang.
Los haces de protones (unas partículas que hacen parte del núcleo de los átomos, junto con los neutrones, provienen de una simple botella de hidrógeno. Se lanzan en los tubos del acelerador, completamente al vacío y rodeados de imanes superconductores que operan a una temperatura de -271 grados centígrados (1,9 grados Kelvin), hasta alcanzar velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Estos rayos se hacen chocar en cuatro enormes detectores que “graban” las colisiones para que los físicos puedan explorar las partículas más elementales que los componen. Cada segundo ocurrirán unas 600 millones de colisiones.
El 4 de Julio de 2012 el CERN anunciaba el descubrimiento de una de las partículas más buscadas, el Bosón de Higgs, la manifestación más sencilla y simple del campo de Higgs, el mecanismo que otorga masa a todas las partículas elementales. Dos de los detectores instalados en el anillo (el ATLAS y el CMS) confirmaron la existencia de esta partícula. Este Bosón permitió completar la fórmula del Modelo Estándar de la física de partículas, una teoría que intenta describir las partículas más elementales y la relación entre ellas. Por esto, solo 5 meses después del descubrimiento, les fue otorgado el Premio Nobel en Física a Peter Higgs y François Englert, dos de los científicos que postularon la existencia del bosón en 1964.
Luego de este descubrimiento el acelerador entró en reposo. Ahora es una máquina mejorada y aumentada. Los cambios realizados en estos dos años han sido importantes para crear nuevos niveles de energía y dar respuesta así a las incógnitas científicas. En esta ocasión se operará a casi el doble de energía que la vez anterior, 13TeV (Teraelectrón voltios), se han estrechado los caminos por donde van los rayos, se ha aumentado la seguridad tanto del sistema de vacío como la cubierta de los imanes superconductores enfriados por Helio líquido, entre muchas otras cosas mas.
El encuentro con lo desconocido
Con la posibilidad de producir colisiones a una energía jamás experimentada, los científicos podrán responder varias preguntas. Una de ellas es conocer el comportamiento del Bosón de Higgs de una manera mucho más precisa. El modelo estándar predice unos comportamientos y los científicos quieren verificar si la teoría acierta en su predicción.
Otra de las preguntas es saber porqué no hay tanta antimateria como materia en el universo. “Cada partícula cargada existente tiene su correspondiente antipartícula, con exactamente la misma masa pero con carga opuesta. Así, un electrón tiene un opuesto llamado positrón, o antielectrón” dice Germán Carrillo-Montoya, físico colombiano que trabaja en el experimento ATLAS. “El Big Bang debió haber producido una misma cantidad de materia y de antimateria, pero la realidad es que hay mucha más materia. ¿Qué ha pasado con la antimateria? Esto es algo a lo que se podrá buscar una respuesta aún más contundente en este Run”.
También intentarán identificar la Materia y Energía Oscura, un componente que hace parte de más del 95% de todo el universo pero que, hasta el momento, no se ha podido entender. Los modelos predicen que debe haber algo más en el universo pues las galaxias y demás cuerpos celestes se mueven a una velocidad que no concuerda con la masa que podemos ver. Según los cálculos matemáticos, debería haber mucha más masa pero esta no se ve.
Y más allá aún está la posibilidad de confirmar una ampliación al modelo estándar que podría explicar todas estas preguntas anteriores. Se llama la Supersimetría, que postula que para cada partícula propuesta en el modelo estándar (electrones, protones, gluones, bosones, muones, etc) existe una partícula simétrica. Así, estas partículas nuevas podrían explicar las diferencias en la masa de las partículas o la naturaleza de la materia oscura.
Es difícil comprender lo que hacen los físicos teóricos en el CERN, su quehacer y sus herramientas son bastante diferentes de las del resto de mortales. No hay fronteras finales en la ciencia, siempre se va mas allá. Y este experimento es un ejemplo de ello: nunca se ha hecho un experimento así y los científicos no saben qué van a encontrar. En la rueda de prensa que dio el CERN presentando este nuevo Run, el director general Rolf Dieter Heuer respondió que “yo quiero ver la primera luz que hubo en el universo, por eso el CERN está haciendo esto”. Ahora solo nos queda esperar y estar listos para sorprendernos.