Nuestro conocimiento del universo está a punto de cambiar

CERN LHC

El mayor acelerador y colisionador de partículas jamás construido por el hombre está a punto de ponerse en marcha. Se supone que la segunda semana de agosto empezarán a circular por sus anillos partículas y unos dos meses después, a colisionar entre sí, que es de lo que se trata, para intentar arrojar algo de luz al proceso de formación del universo en sus primeros estadios posteriores al Big Bang.

El Gran Colisionador Hadrones o Large Hadron Collider o LHC a secas está situado a unos 100 metros de profundidad entre las fronteras de Suiza y Francia aprovechando el trazado de su predecesor, el LEP o Large Electronic-Positron Collider. Lo ha construido la European Organization for Nuclear Research (CERN en la Wikipedia) en colaboración con agencias de investifación energéticas de todo el mundo. La broma cuesta unos 3000 millones de euros.

Se empezó a diseñar a comienzos de los años 80, su construcción se aprobó en 1994 y en 1998 se comenzó a excavar las enormes bóvedas que van a alojar los experimentos que se desarrollarán como poco hasta 2020.

Básicamente esta enorme instalación se dedica a colisionar a velocidades cercanas a las de la luz a hadrones, que no son ni más ni menos que partículas subatómicas compuestas por Quarks. Y no nos referimos a cierto barman. En realidad de entre todos los hadrones lo que van a colisionar son protones e iones. Estos hadrones se aceleran cargándolos con mucha energía antes de introducirlos en los anillos del LHC en haces que viajan en direcciones opuestas y en los puntos del trazado en los que los dos anillos se cruzan se producen las colisiones. En estas colisiones se producirán nuevas partículas subatómicas y el interés científico está en examinar qué es lo que sucede en esos momentos. Para ello se ha diseñado una serie de seis grandes experimentos.

Alineando magnéticamente las secciones del LHC en el CERN

Los experimentos diseñados tratarán de validar y e ir más allá de las limitaciones actuales del Modelo Estándar de la física de partículas. Este modelo no explica por ejemplo el origen de la masa. La teoría del mecanismo de Higgs intenta explicar esto introduciendo nuevos elementos y partículas en juego y los experimentos ALTAS y CMS, entre otras cosas, intentará detectar los bosones de Higgs que validarían esta teoría. Estos experimentos junto con los restantes cuatro buscarán en los productos resultantes de las colisiones de los hadrones pistas de la escurridiza materia oscura o la antimateria que se supone que debería estar en algún sitio y en cierto equilibrio con la materia.

Higgs boson decays to four muons

Cada uno de estos experimentos requiere unos enormes sistemas de medición y detección para poder capturar toda la información posible de lo que suceda en las colisiones. La cantidad de información que van a generar al año es de unos 15 petabytes, vamos, 15 millones de gigabytes. Esperemos que sus soportes digitales no estén canonizados. De hecho, para poder asegurar estadísticamente si se han podido medir los bosones de Higgs será necesario esperar a recoger unos dos o tres años de datos. Para dar con resultados algo concluyentes para las partículas de supersimetría que van estudiar experimentos como el LHCb, habrá que esperar como poco un año.

Para poder procesar tanta información se ha creado una red de computación distribuida que incluye hasta un proyecto de Boinc para que todo el que quiera preste ciclos de su procesador a la causa en el LHC@Home.

Algunas cifras impactantes

Digging the Beam dump tunnel

La página de cifras, esas que tanto gustan a los periodistas para poner en sus noticias, es realmente impresionante. Rápidamente, el LHC será:

  • La máquina más grande del mundo con 27 km de diámetro.
  • La pista de carreras -de protones- más rápida del mundo rozando la velocidad de la luz.
  • El lugar más vacío de todo el sistema solar a 10-13 atm.
  • 100.000 veces más caliente que el corazón del Sol.
  • El lugar más frío de la Tierra y del espacio exterior a 1.9º K
  • El sistema de sensores más complejo jamás construido.
  • El mayor sistema de potencia de cálculo computacional del mundo.

El fin del mundo… o no

Como bien explican en la página web del LHC acerca de la seguridad de este enorme aparato, las acusaciones e incluso demandas judiciales contra algunos de los socios financieros que han recibido están más fundadas en la superstición y la desinformación que en principios físicos.

Algunos alarmistas han llegado a afirmar que serán capaces de provocar el fin del mundo en el LHC de varias formas, que van desde microagujeros negros a burbujas de vacío o hasta monopolos magnéticos. Si esto lo escuchara mi jubilado profesor de física de la universidad…

La lástima es que los informes científicos que han publicado para tranquilizar a la gente de a pie no servirán de mucho mientras podamos leer las burradas de Ángeles y Demonios, ya saben ese amago de libro de ese amago de escritor de Dan Brown. En su momento el CERN tuvo que publicar una irónica página para explicar en un lenguaje bastante llano y sencillo porqué era imposible hacer bombas de antimateria y que si al menos Dan Brown hubiera visitado su página web habría podido al menos describir con un poco de precisión los edificios del complejo.

Por lo general, todos los dañinos y monstruosos resultados que pueden producirse en el interior del LHC cuando colisionan hadrones simplemente suceden a diario desde el comienzo del Universo, y como dicen en estos informes, la Tierra todavía existe y las estrellas siguen en su lugar.

La primavera de 2008, a parte de las flores, los bichos y las alergias, tendremos ya el LHC -si no hay más retrasos- a pleno rendimiento provocando colisiones de hadrones a 14 TeV, 7 Tera electrón-voltios por partícula. La verdad es que es una cantidad bastante pequeña compara con la energía que consume cualquier cosa macroscópica, pero 14 TeV concentrados en la masa de un protón son palabras ya bastante mayores.

Confiemos en que esto no de lugar al Gran Error que Dan Simmons relataba en Hyperion ni que tengamos que buscarnos a un Gordon Freeman.

Como reza en la página de presentación del LHC,

Our understanding of the Universe is about to change…

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3 thoughts on Nuestro conocimiento del universo está a punto de cambiar

  1. yo ya lo dije en su momento; Hawkins es un tipo listo al ponerse de lado de los del ciolisionador de Hadrones; si tienen éxito, quedará de puta madre y si la cagan y mandan a tomar por culo el universo, nadie se va a enterar 🙂

    por nuestro weblog ya escribimos un tocho tremendo con este tema, pero ya ni me acordaba…

    Creo que me quedaré con la frase de Bill Bryson en "Una breve historia de casi todo", más que nada porque no puedo hacer mucho más:

    "Se han despertado temores de que los científicos pudieran crear en su entusiasmo, e involuntariamente, un agujero negro. Si estás leyendo esto, es que no ha sucedido."

  2. Jaja, muy buen apunte de Bryson, Ender. Por cierto, quedan 30 días para que inyecten el primer haz de protones en el LHC. Lo que no me queda claro es si van a colisionar o no algo ese día…

  3. Pingback LHC First Bean » Lost in delta quadrant

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