Marzo 26 de 2008
El experimento científico más grande y avanzado de la historia
Se trata del Gran Colisionador de Hadrones.
ESTOY A 150 METROS bajo la superficie de la ciudad suiza de Meyrin, dentro de un socavón casi inconmensurable a los ojos. El lugar está lleno de pesadas estructuras de acero, andamios de colores, cascadas de cables, tuberías varias y aparatos misteriosos que hacen eco del chillido de perforadoras, taladros, martillos y grúas. Varios hombres con casco en la cabeza hormiguean alrededor de una máquina fantástica de siete pisos de altura que no puede describirse de otra manera que la puerta a otra dimensión. O al menos, el set millonario de una película de James Cameron.
Este es el detector Atlas. Uno de los componentes del Gran Colisionador de Hadrones o LHC (Large Hadron Collider), el acelerador de partículas más grande y poderoso en la historia de la física. El experimento de los 10.000 millones de dólares, que involucró a 2.000 científicos de 34 países. El lugar donde, después de 14 años de construcción, los físicos esperan ver al universo volver a nacer... una y otra vez. Más exactamente, 30 millones de veces por segundo.
A mediados de año, dentro del túnel de 27 kilómetros de circunferencia que une al Atlas con otros tres detectores igualmente gigantescos, comenzarán a viajar dos haces de protones -partículas que existen en los núcleos de los átomos- en direcciones opuestas. Las partículas serán guiadas por más de mil imanes cilíndricos unidos como salchichas y enfriados a -271 grados centígrados, es decir cerca del cero absoluto. Entonces, cuando los protones hayan adquirido casi la velocidad de la luz, se estrellarán frente a frente. Cada segundo habrá 800 millones de colisiones. Estos estrellones, minuciosamente estudiados en el corazón de los cuatro masivos detectores, serán tan monumentales que deberán recrear las condiciones de energía, temperatura y materia primordiales que existieron cuando el universo tenía menos de una trillonésima de segundo de edad.
El objetivo del colisionador no es otro que descubrir de qué está hecho el universo, revelando las partículas infinitésimamente pequeñas -y todavía desconocidas- que escribieron las reglas de todo lo que constituye el cosmos. Cualesquiera que hayan sido las formas de la materia y las leyes y fuerzas que regían al universo en ese entonces -reliquias que no se habían visto en esta parte del cosmos desde que se enfrió el universo hace 14 mil millones de años- cobrarán vida brevemente una y otra vez, mostrando todas sus variaciones posibles, y, si todo sale bien, dejando sus huellas en montañas de computadores.
Criatura celestial
Una de las partículas exóticas que los físicos están ansiosos por ver es el Bosón de Higgs, la llamada "partícula de Dios". Este es el eslabón que falta dentro de una teoría que explica las características básicas del universo. "Lo que nos falta descubrir es qué es lo que le da sustancia a las partículas fundamentales -dice Lyn Evans, quien ha estado a cargo del LHC desde el principio-. Qué es eso que hace que podamos palpar las cosas, qué les da su masa. Ese es el hueco en nuestro conocimiento. Para poder conectar todo lo que sabemos hasta ahora acerca del Modelo Estándar de cómo funciona lo que vemos a nuestro alrededor, tenemos que pensar en cómo surge la masa. Y la mejor teoría que tenemos hasta ahora es esta partícula hipotética llamada el Bosón de Higgs".
Y si existe alguna máquina capaz de revelar la elusiva criatura celestial, es el Gran Colisionador de Hadrones. Los hadrones son una categoría de partículas grandes que incluyen a los protones. El colisionador está localizado y será operado por el personal del CERN, la Organización Europea de Investigaciones Nucleares. El mismo lugar donde se inventó la World Wide Web, y que ahora se halla en proceso de crear el GRID, una red global de computadoras que promete revolucionar al mundo de formas aún más poderosas que Internet.
El próximo 'Big Bang'
Recrear otra Gran Explosión como la que dio origen al universo dentro de un laboratorio subterráneo suena miedoso. El público en general se pregunta cosas como: ¿Se crearán agujeros negros que nos hagan desaparecer? ¿Entraremos en otra dimensión? ¿Explotará media Europa con cada colisión? En realidad no, dicen los físicos.
"Aunque los protones están viajando a casi la velocidad de la luz, cada uno es tan pequeño, que al colisionar con otro sólo liberará un poquito de energía: unas 30 trillonésimas de la energía que libera un bombillo de 60 vatios en un segundo -dice Evans-. Pero, en cambio, los haces de protones dentro del acelerador son otra cosa. Cada uno de ellos contiene 280 trillones de protones con la energía de un tren que va a 200 kilómetros por hora metidos dentro de un espacio más delgado que una hebra de cabello".
Si se sale del acelerador, ese haz de protones podría agujerear casi cualquier cosa. Pero la víctima más probable sería el aparato mismo, ya que el calor y la energía de las partículas que se extravíen podrían dañar todo lo que toquen, causando el cierre del acelerador durante meses. Por eso se usan poderosos campos magnéticos para mantener a raya a este bestiario de nombres tan extraños: quarks, mesones, muones, gluones, piones, bariones y más.
También descrito como la Máquina del Tiempo, o el telescopio Hubble de la física, el Gran Colisionador de Hadrones promete crear más de un Nobel. Trayendo simplicidad y belleza al modelo que nos debería poder explicar el funcionamiento de una naturaleza que hasta ahora nos parece complicada, esta será la ciencia grande de lo más pequeño.
CATEDRALES SUMERGIDAS
El acelerador de partículas Gran Colisionador de Hadrones es un túnel de 27 kilómetros enterrado entre Suiza y Francia. A intervalos regulares, el túnel pasa a través de cuatro socavones inmensos donde se estrellarán los haces de protones que viajan en direcciones opuestas. Cada uno de los detectores, que tiene la estructura de una cebolla llena de instrumentos, analizará esas colisiones exhaustivamente.
- Atlas. Capturará y estudiará hasta la última partícula producida en las colisiones.
- CMS. El Compact Muon Solenoid hará lo mismo que el Atlas. Será su complemento en la búsqueda del elusivo Bosón de Higgs, la "partícula de Dios".
- Alice. Estudiará las mismas condiciones que prevalecían justo después de la Gran Explosión.
- LHCb: Buscará las diferencias entre la materia y la antimateria para intentar explicar cómo es que el universo, que probablemente nació con cantidades iguales de ambas, ahora está dominado por la materia.
ANTIMATERIA
La antimateria es una forma de materia compuesta de antipartículas, que son el reflejo exacto de las partículas que componen la materia normal. Por ejemplo, el equivalente del protón es el antiprotón, el neutrón tiene un antineutrón, etc. Cuando la materia y la antimateria se mezclan, inmediatamente se aniquilan y producen grandes cantidades de energía. La antimateria existe naturalmente en el universo, pero en cantidades diminutas. Y desde hace algunos años, la Organización Europea de Investigaciones Nucleares está creándola artificialmente. La antimateria -utilizada hoy día dentro de los escáneres de tomografía por emisión de positrones (PET)- tendría aplicaciones en propulsión espacial y armas.
POR ÁNGELA POSADA-SWAFFORD,periodista, autora de varios libros de ciencia y exploración.