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Veintiún colombianos participan en el acelerador de partículas, el experimento del año

Su desarrollo y construcción duró más de 15 años, porque se trata de un enorme túnel subterráneo en la frontera entre Fracia y Suiza. Hoy Colombia tiene su propia cuota allí.

Redacción El Tiempo
En el interior del acelerador de partículas del Laboratorio Europeo de Altas Energías (Cern), catalogado por expertos internacionales como el experimento más importante de los últimos tiempos, circulan una especie de chorros energéticos para chocar a una velocidad cercana a la de la luz.
Con su entrada en operación, en septiembre pasado, físicos e ingenieros pretenden desentrañar los misterios más grandes del universo, que provienen, irónicamente, de la más mínima expresión de la materia: las partículas subatómicas.
Y pese a que el gran colisionador, denominado LHC por sus siglas en inglés, presentó un fallo solo diez días después del arranque, su propósito sigue en pie y los más de 10 mil colaboradores del mundo que participan en su mantenimiento y operación continúan trabajando en forma.
La máquina genera energías similares a las que tenía el universo en su origen, hace 13 mil millones de años, para ayudar a entender  las formas que dieron forma al universo que conocemos hoy.
Lo que buscan los científicos es, en últimas, verificar sus teorías sobre los mecanismos de generación de la masa de las partículas elementales. "Sabemos de qué estamos hechos, pero no entendemos por qué", dice Marta Losada, directora regional de la Escuela Cern Latinoamérica de Altas Energías.
Con ella, son 21 colombianos que hacen parte del gran experimento como miembros de grupos de investigación en física de altas energías.
Diez pertenecen a la Universidad de los Andes, ocho a la Universidad Antonio Nariño y tres más que representan a universidades extranjeras. Los primeros lograron su participación el año 2006 y los segundos el año pasado.
Aunque todos trabajan en el mismo sentido, cada grupo pertenece a un área diferente del experimento, dividido en cuatro grandes máquinas detectoras que se encargan de capturar la información producida por los choques de protones dentro el acelerador, un anillo de 27 kilómetros de circunferencia, situado a 100 metros bajo la tierra.
Los investigadores de la Universidad de los Andes participaron en las pruebas de ensamblaje y respuesta de las unidades que conforman el detector CMS, una máquina de 12 mil toneladas de peso compuesta por cuatro subdetectores.
Uno de ellos registra la presencia de muones, partículas que podrían describirse como las "hermanitas gordas de los electrones", según Juan Carlos Sanabria, profesor del departamento de Física de la universidad que aprovecha un año sabático para realizar sus aportes en el Cern.
Y es en ese subdetector donde más prestan sus servicios los uniandinos. Ellos desarrollaron un software para monitorear el sistema de detección de muones de forma que cualquier nuevo miembro del experimento esté en capacidad de hacerlo aún cuando no conozca mucho sobre ese sistema, puesto que en el Cern se reciben continuamente nuevos colaboradores internacionales.
Los investigadores de los Andes colaboran además en el desarrollo de otro programa que ayuda a reconstruir la información que arrojan los choques de protones para los que está programado el LHC. De acuerdo con Sanabria, "el software convierte la información cruda, que viene en unos y ceros, a datos tangibles", capaces de transmitir un significado concreto a los científicos.
Pero eso en realidad hace parte de una especie de "servicio social" que deben prestar quienes participan en el Cern, que por otro lado se dedican a realizar sus investigaciones.
En eso están en este momento dos estudiantes de doctorado que concentran su esfuerzo en analizar la posible existencia de nuevas partículas, algo para lo cual también trabajan los físicos asociados al grupo de investigación de la Universidad Antonio Nariño (UAN).
Ellos lo hacen, sin embargo, desde Atlas, otro de los cuatro detectores del gran colisionador de protones en el que buscan además la comprobación de la existencia de una partícula denominada el bosón de Higgs, que completaría la teoría del modelo estándar con la que los físicos explican la naturaleza de la materia y por ende la formación del universo.
El grupo de la UAN participa también en los estudios de desempeño del trigger de calorímetro electromagnético, una sección de Atlas que detecta los electrones y fotones producidos en las colisiones. Este trabajo es fundamental para establecer cuáles eventos merecen un análisis físico posterior y cuáles se deben descartar.
Ambos detectores, tanto CMS como Atlas, fueron diseñados con objetivos similares de forma que garantizaran la eficacia de los hallazgos. "Si el Higgs se detecta en sólo uno de ellos, no podríamos dar por cierta su existencia", dice Julián Rodríguez, quien realiza actualmente sus estudios de doctorado en el Cern y se encarga justamente de seguir de cerca el rastro de dicha partícula, que, se dice, le reportará el Premio Nobel a quien logre demostrar que es real.
El colisionador en cifras
* El colisionador propulsará protones de hidrógeno al 99,9999% de la velocidad de la luz en un anillo de 27 km de diámetro oculto bajo la frontera franco-suiza.
* A toda velocidad, generará casi mil millones de colisiones de protones por segundo.
* En la superficie, 3.000 ordenadores analizarán un centenar de colisiones por segundo. Los datos serán comunicados instantáneamente a los centros de investigación asociados al proyecto en el mundo entero gracias a una red informática.
* El túnel es la mayor nevera del mundo, con imanes supraconductores enfriados hasta -271 grados, una temperatura próxima al cero absoluto (-273).
* Los cuatro colisionadores distribuidos a lo largo del túnel son gigantescos. El mayor, bautizado como Atlas, es un cilindro de 25 metros de diámetro por 46 metros de largo. Pesa 7.000 toneladas, casi tanto como la Torre Eiffel, y tiene 3.000 km de cables. Para perforar la cavidad en la que se encuentra, hubo que extraer casi 300.000 toneladas de roca, y luego verter 50.000 toneladas de hormigón en ella.
* En 10 horas de funcionamiento, el haz de protones atravesará en el túnel el equivalente a 10.000 millones de km, o sea la distancia de una ida y vuelta entre la Tierra y Neptuno.
* A una intensidad máxima, cada haz desprenderá la energía de un coche a 1.600 km/h.
* El LHC fundirá hasta 120 megavatios de corriente, el equivalente al consumo en la región de Ginebra.
* Las colisiones producirán una energía de 14 Tera electrón Voltios (TeV), es decir una fuerte concentración energética a escala minúscula. Un TeV es la energía cinética de un mosquito volando.
* El presupuesto asciende a 6.030 millones de francos suizos (3.900 millones de euros). Dos tercios de este dinero se ha gastado en los equipamientos y el resto en los salarios de los miles de ingenieros y físicos contratados para este proyecto.
Carolina Lancheros
Redactora de Vida de Hoy
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