3/29/2010

EL LHC NOS DIRA COMO EMPEZO TODO

Posted by Edwin Yanes on lunes, marzo 29, 2010 in , | No comments
E l experimento más grande del mundo vive hoy su prueba de fuego. El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) de Ginebra hará chocar partículas a una potencia nunca antes alcanzada por una máquina en la Tierra. Su objetivo es crear un Big Bang localizado y asomarse a las características íntimas del Universo y la materia que lo compone. En su punto de mira está el bosón de Higgs, la partícula de Dios que daría masa al resto de partículas elementales, y que no aparecerá mañana, pues es necesario alcanzar energías aún mayores. Sí puede aparecer materia oscura, que compone el 23% del universo y que nunca se ha observado en la Tierra.

Miles de investigadores están pendientes de lo que suceda desde primera hora de la mañana, en un evento que será retransmitido por Internet. La gran máquina debe demostrar también que ha merecido la pena invertir 10.000 millones de euros en ella, algo que se ha puesto en duda debido a las averías que la han dejado en dique seco durante 14 meses. Si todo sale bien, los técnicos del LHC harán chocar paquetes de protones que circulan a 3,5 teraelectronvoltios (TeV). El impacto sumará una energía de 7 TeV, que reventará los protones en sus componentes mínimos. Cuatro detectores circulares, algunos de 25 metros de alto, intentarán atrapar los escombros del choque, dentro de un anillo de 27 kilómetros de largo.

A cargo de este parque de atracciones de la ciencia está el físico alemán Rolf Heuer, director general del CERN, la institución que controla el LHC. Vivirá el gran momento desde Japón, donde se reunirá con distintos expertos para planear el futuro del LHC. "Mi trabajo ahora es pensar en lo que sucederá dentro de 20 años", señala. Heuer acudió la semana pasada a la Conferencia Europea de Grandes Infraestructuras de Investigación (ECRI), celebrada en Barcelona.

¿Qué espera que suceda el martes [por hoy], cuando comiencen las primeras colisiones?
Espero que se produzcan a primera hora de la mañana. Hay que recordar que el LHC no es como un interruptor. Pueden producirse pequeños problemas. Arreglarlos puede llevar horas, aunque sean muy pequeños. Puede que se retrase, aunque somos optimistas.

¿Cómo se siente ahora que el LHC, por fin, funciona según lo esperado?

Aliviado. Nunca dudé de que funcionaría. En todo caso, era sólo una cuestión de tiempo. El LHC es el circuito de carreras más veloz de la Tierra.
¿Es difícil el proceso de hacer chocar las partículas?

Es muy difícil; es como hacer chocar dos alfileres que se lanzan desde uno y otro extremo del océano Atlántico. Pero nuestros expertos saben cómo hacerlo.

¿Qué posibilidades hay de que se creen agujeros negros peligrosos?
Cero. No habrá agujeros negros mañana porque sólo haremos chocar unos cuantos protones. Puede que se produzcan a altas energías, pero serán microagujeros, tan pequeños como una partícula elemental. Desaparecerán casi en el momento de crearse y no suponen ningún riesgo.

¿Qué posibilidad hay de que haya colisiones pronto?
La probabilidad de que tengamos colisiones es 100%. La posibilidad de que sean hoy es algo menor, pero aún muy alta.
¿Qué esperan encontrar?
Lo primero es confirmar lo que sabemos de la física a estas energías. Una vez que probemos a la comunidad científica y al público que entendemos lo que vemos, cualquier desviación podrá ser un descubrimiento nuevo. Mi esperanza es encontrar la primera prueba de materia oscura. El modelo estándar de la física es fantásticamente estable, sólo le falta una pieza que da masa al resto de partículas, el bosón de Higgs. Será difícil que lo detectemos antes de dos años. Pero el modelo estándar sólo explica el 5% del universo visible, el resto es materia oscura y energía oscura.

¿Por qué es tan esquivo el bosón de Higgs?
El problema no es sólo la posibilidad de producirlo o no, sino la de que lo detectemos. Todo depende de su masa. Cuanto menor sea, más difícil será encontrarlo. Las predicciones dicen que su masa está cerca del límite, en torno a 14 TeV. Si está ahí, nos llevará años encontrarlo. Ahora entenderá por qué tengo el pelo blanco [risas].

¿Está seguro de encontrarlo?
Por supuesto. Si el bosón existe lo encontraremos con el 100% de posibilidades. Si no lo hallamos, el LHC tendrá que encontrar otra cosa con propiedades similares, porque tiene que haber algo que dé masa a las partículas elementales. Si no es el bosón, será otra cosa, y en ese caso el LHC también lo encontrará. Además, si es algo nuevo y ningún experto lo ha predicho, tendremos el derecho a ponerle un nombre.
El LHC parará a finales de 2011 para reparaciones.

¿Tiene miedo de que el acelerador estadounidense Tevatron se les adelante y lo encuentre antes?
Nuestra estrategia es ser mejores que el Tevatron en 2011. No tengo mucho miedo. Respecto al parón, normalmente un acelerador funciona siete meses al año y después tiene otros cinco de mantenimiento. Es como un coche que hay que llevar al garaje. Es cierto que un coche no está meses en reparación, pero es que tampoco lo usas las 24 horas del día durante tanto tiempo. Para el LHC no es buena esta cadencia, porque muchas veces necesitamos tiempo para hacer reparaciones o mejoras. Primero lo tienes que calentar, lo que lleva un mes, después lo tienes que volver a enfriar, lo que lleva otro mes. Por eso es mejor hacerlo funcionar 14 o 15 meses seguidos y después parar 10 meses, es mucho más eficiente.

Pero ahora el LHC se detiene, ¿no?
Sí. Tenemos que consolidar las conexiones entre imanes. No tendrá un coste elevado, sólo lo que gastemos en pagar a nuestro personal. Son unas 100 personas. No supondrá un coste adicional al presupuesto del CERN.

¿Cree que la gente es consciente de la importancia de un proyecto como este?
Es investigación básica y, si la detienes, no habrá investigación aplicada. El LHC responderá a preguntas sobre la humanidad. ¿De dónde venimos? ¿Cómo empezó todo? ¿Cómo se comportan las partículas del cosmos? Esto atañe a todo el mundo, es un problema de la humanidad encontrar respuestas a estas preguntas. Eso es lo que podrá hacer el LHC, aportar nuevo conocimiento a la humanidad. En segundo lugar, es un proyecto de innovación. El CERN es un laboratorio de ingeniería y ese es uno de los puntos que estamos intentando desarrollar, especialmente con España. Debemos usar el LHC como un laboratorio de tecnologías: mecánica, electrónica, tecnologías de la información Ahora hay unos cuantos ingenieros del CERN dando charlas por universidades españolas. El resultado ha sido que muchos más jóvenes se han apuntado a nuestros programas para formar ingenieros.

¿Sabe cuánto dinero generará el LHC?
Un estudio anterior muestra que el LHC genera tres o cuatro veces la cantidad de dinero que ha costado en el Estado que lo alberga. Lo que aún no tenemos es un cálculo de cuánto dinero aporta a cada Estado miembro.

¿Cuántos investigadores han pasado ya por el LHC?
Decenas de miles. Cada año tenemos unos 10.000. La contrapartida más importante del LHC es el conocimiento, la gente joven. Ahora mismo hay 2.500 investigadores haciendo su tesis. En el LEP, predecesor del LHC, la mitad de esos investigadores encontraba un empleo en el sector privado nada más terminar. En el LHC debe ser, al menos, el mismo porcentaje. Así que no sólo educamos académicos, sino también profesionales. Somos una universidad.

¿Cómo está afectando la crisis económica al LHC?
La mejor respuesta del LHC a la crisis es que funciona. Una vez que funciona es menos vulnerable a la crisis. Es cierto que estamos hablando mucho con los países miembros, pues todos están sufriendo estrecheces, pero la mayoría se da cuenta de que la ciencia básica es rentable a largo plazo. Hace 80 años, el teórico Paul Dirac escribió una ecuación sobre el movimiento de los electrones. La ecuación predecía que el electrón va acompañado de una antipartícula complementaria, el positrón. Hoy en día esos positrones se usan en los hospitales de todo el mundo, en las máquinas de tomografía por emisión de positrones (PET). Respecto a la crisis, he recibido mensajes tranquilizadores de las agencias financiadoras de los países miembros para mantener el presupuesto tal como está. Aún lo estamos discutiendo, pero soy optimista, si no, no estaría en mi puesto.

¿De todas las cosas que pueden salir del LHC, qué hallazgo le haría más feliz?
Quiero ver el primer rayo de luz del Universo. Aunque sólo ver el brillo de los ojos de los jóvenes investigadores que observan las primeras colisiones ya es suficiente iluminador.

El récord de energía del LHC triplicará su anterior marca

¿Qué son las colisiones?
Se trata de choques de protones; la idea es romperlos y mirar en su interior. Dentro del anillo del LHC, de 27 kilómetros de largo, se disparan dos rayos opuestos de protones y se hacen chocar a una velocidad muy cercana a la de la luz. Se producen 600 millones de colisiones por segundo.

¿Cómo se observan?
Cuatro grandes detectores dentro del anillo actúan como enormes cámaras de fotos. Determinan cuándo pasó una partícula con una precisión de milmillonésimas de segundo y la sitúa con un margen de error de una millonésima de metro.

¿Para qué sirve el LHC?
La máquina va a reproducir lo que sucedió justo después del Big Bang, la explosión que originó el universo hace unos 13.000 millones de años. Cada haz de protones tiene una energía de 3,5 teraelectronvoltios (TeV). Al chocar suman su fuerza hasta llegar a 7 TeV, tres veces más de lo que se había logrado hasta ahora y una energía nunca alcanzada en un laboratorio. Del choque surgirán partículas elementales, algunas conocidas, como los quarks y, tal vez, otras desconocidas, como ‘la partícula de Dios’.

¿Qué es la ‘partícula de Dios’?
Es una partícula predicha por la física teórica. Es clave, pues otorga masa al resto de partículas elementales, los componentes indivisibles de todo cuanto existe. El bosón de Higgs haría cuadrar el Modelo Estándar, el marco teórico sobre el comportamiento de las partículas elementales. Por ahora ningún experimento ha negado el modelo, pero tampoco se ha hallado el bosón.

¿Qué más se puede encontrar?
Al crearse el universo había iguales cantidades de materia y antimateria, que se aniquilan mutuamente. Esto hubiera impedido que se formasen estrellas ni planetas. En algún momento aumentó la proporción de materia e hizo posible la vida. Ahora, el detector LHC intentará averiguar qué sucedió con la antimateria. Los choques entre partículas también pueden destapar otros fenómenos predichos pero nunca observados, como la materia oscura, que compone el 23% del universo. Este objetivo es más factible a las energías a las que funcionará el LHC hasta finales de 2011.

¿Hasta cuándo funcionará?
El acelerador parará a finales de 2011 y estará un año en reparaciones. Sólo después del parón estará listo para funcionar a plena potencia, produciendo dos haces de 7 TeV que sumarían 14, una energía a la que se espera encontrar el bosón de Higgs.

¿Quién controla el LHC?
Veinte países europeos (incluida España) que forman el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Lo usan unos 10.000 investigadores de 80 países, entre ellos más de 700 españoles.

Fuente: http://www.publico.es

Todo es posible en el mundo. ¿Cómo marcará el rumbo de la historia este acontecimiento?. Yanes

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