CERN: un viaje al corazón de la materia

CERN: un viaje al corazón de la materia

Los últimos meses han sido muy movidos para la física de partículas. Noticias como el supuesto avistamiento de neutrinos más rápidos que la luz y la posible detección del ansiado bosón de Higgs causaron revuelo.

21 de mayo de 2012, 05:00 am

Pero la ciencia funciona a base de pequeños incrementos de conocimiento, y esos hallazgos no pueden tomarse como la última palabra, sino como un estímulo para seguir buscando respuestas a las preguntas básicas de la física: ¿Cuál es el origen de la masa (por qué las cosas pesan)? ¿Por qué estamos hechos de materia y no de antimateria? ¿Cómo era el universo en el instante de su creación? Por eso quisimos dar un vistazo a las últimas investigaciones, para responder las preguntas más frecuentes sobre esta gran ciencia de lo diminuto, que busca explicar el funcionamiento de la naturaleza.

¿Para qué invertir dinero y tiempo en este tipo de estudios? Para entender de qué está hecho el universo y cómo funciona. Desde el punto de vista práctico, la física de partículas ha creado tecnologías como la World Wide Web (www).

¿Qué hace la física de partículas? Los físicos de partículas hacen estrellar protones (partículas que componen los núcleos de los átomos) a velocidades impresionantes dentro de máquinas colisionadoras, y ver qué partículas subatómicas resultan de esos choques infernales. Más o menos, como darle un martillazo a un reloj para estudiar qué cosas salen volando.

¿Cómo funciona el colisionador/ acelerador de partículas más poderoso del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC)? Piense en el LHC como el telescopio Hubble del 'espacio interior'. Es el experimento científico más complejo de la historia, operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en Ginebra. Es un túnel circular de 27 km enterrado (a 150 m) bajo la frontera franco-suiza.

Tras 16 años de construcción, a un costo de 10 mil millones de dólares, y con la participación de 6.000 científicos de 100 países, empezó a funcionar en marzo del 2010.

Para generar una colisión, se inyectan dos haces de protones en direcciones opuestas, viajando en dos tubos al vacío, dentro del corazón del túnel. Las partículas pasan a dos aceleradores circulares pequeños y, cuando toman cierta velocidad, van al anillo grande. Allí, son guiadas por 1.232 electroimanes, gruesos como troncos de árboles, unidos como salchichas y enfriados a -271 grados Celsius.

Cada segundo, los protones dan 11.245 vueltas al túnel. Cuando desarrollan el 99,9 por ciento de la velocidad de la luz, chocan de frente y convierten su energía titánica en la masa de nuevas partículas (como decía Einstein: E=mc2).

El colisionador produce unos 800 millones de estrellones por segundo, lo que genera millones de partículas subatómicas disparadas en todas direcciones, que desaparecen en fracciones de segundo, y que los científicos estudian, esperando hallar esas que son nuevas y exóticas.

La información resultante, que incluye 40 millones de fotos por segundo, se analiza en 100 mil procesadores y ocupa el espacio equivalente a tres millones de DVD anuales, que especialistas en docenas de países escudriñan como buscando granos de oro en una playa.

¿Qué son hadrones? Una categoría de partículas grandes, incluidos los protones.

¿Por qué es tan grande el LHC? Es interesante que para estudiar las partículas más pequeñas tuviésemos que crear una máquina gigante. El LHC tiene 27 km porque, como Einstein nos enseñó, cuanta más energía (velocidad) les apliquemos a los protones que corren en el colisionador, más masa producirán al estrellarse. Entonces, cuanto más grande sea el acelerador, mayor será el choque y mejor la oportunidad de ver el 'zoológico' de partículas que hay en la naturaleza.

(PASA A LA PAGINA 7).

- La revolución del neutrino Los neutrinos son partículas muy rápidas, etéreas (supuestamente sin masa, pero hay evidencia contraria) y camaleónicas: cambian de traje y se convierten en otra cosa.

En septiembre, un grupo de físicos italianos aseguró que rompían la barrera de la velocidad de la luz (llegando a su destino 60.000 millonésimas de segundo antes que los fotones). Esto es revolucionario, porque daría al traste con la teoría de la relatividad de Einstein, según la cual nada viaja a velocidades superlumínicas. De caer este principio, las cosas serían muy distintas, pues toda partícula más rápida que la luz viaja hacia atrás en el tiempo. El experimento se ha repetido en otros laboratorios, con resultados mixtos, así que habrá que esperar