El Gran Colisionador de Hadrones

En junio de este año, después de muchos retrasos, empezará a funcionar el acelerador de partículas más grande y potente del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (o LHC, del inglés Large Hadron Collider), a un costo que podría llegar a los 10 000 millones de dólares. Se trata del dispositivo experimental más caro de la historia; con él se espera hallar el camino que debe seguir la física paraentender más íntimamente el Universo. Este proyecto se concibió en los años 70 y fue aprobado en 1994; se trata de una aventura internacional en la que participan varios centros de investigación de México.

Un acelerador, como su nombre indica, acelera partículas cargadas por medio de campos eléctricos y magnéticos. Las partículas luego chocan entre sí y de estas colisiones surgen nuevaspartículas.

Grandes esperanzas

El LHC se construye a varias decenas de metros de profundidad, en la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra. Este acelerador de partículas consiste en un túnel circular de 27 kilómetros de circunferencia, con tramos que se encuentran a distintas profundidades (entre 50 y 175 metros). Por el túnel corren dos tubos dentro de los cuales circularán dos haces departículas en sentidos opuestos. Las partículas, que van aumentando de velocidad con cada vuelta, se mantienen en trayectorias circulares por medio de enormes imanes superconductores. Cuando se alcanza la energía deseada, los haces se desvían y se hacen chocar entre sí en puntos específicos del acelerador, donde se encuentran los detectores. Al chocar con energías altísimas estas partí- El túnelcircular de 27 km del LHC (azul) se ubica en la frontera entre Suiza y Francia; los detectores principales se localizan en cavernas subterráneas conectadas a la superficie. culas se destruyen y producen partículas secundarias. Los físicos recogen los datos de la colisión por medio de distintos detectores especiales, y los comparan con las predicciones de las hipótesis o teorías que desean evaluar.Los imanes superconductores que mantienen a las partículas en su curso operan a una temperatura de cuatro kelvin, es decir, cerca de 270 ºC bajo cero. A esa temperatura sus componentes pueden conducir electricidad sin perder energía en forma de calor (sin resistencia). Empero, al chocar los haces de partículas se producirán temperaturas de miles de millones de grados, como las que debieronexistir en las primeras fracciones de segundo después del origen del Universo, hace unos 13 700 millones de años, cuando la materia posiblemente existía en una especie de sopa de partículas elementales en libertad.

El LHC es el proyecto más ambicioso realizado hasta ahora por el CERN, siglas en francés de la Organización Europea de la Investigación Nuclear, antes Consejo Europeo para la InvestigaciónNuclear. El CERN se fundó en 1952 y se ha convertido en el centro mundial de la física de partículas. Allí trabajan científicos de los 20 estados miembros de la organización, así como de muchos otros países invitados. El Modelo Estándar, obra en construcción Se espera que con los experimentos que se realizarán en el LHC puedan solucionarse varios problemas del llamado Modelo Estándar: la teoríamás general de la física, que describe toda la materia y fuerzas del Universo (excepto la fuerza de gravedad), y explica muchas de nuestras preguntas sobre su estructura e interrelación. Según esta teoría, que se gestó durante los años 70 y 80, la materia prima de todo cuanto existe está hecha de seis tipos de unas partículas llamadas quarks y seis de otras conocidas como leptones (el electrón es lamás conocida de éstas)… ¿o tal vez no? Mejor vayamos por partes. Una manera sencilla de acercarse a la descripción del Modelo Estándar es dividiéndolo en tres secciones: partículas de materia, partículas mediadoras de fuerzas y el famoso bosón de Higgs, que lleva ese nombre porque fue previsto en 1964 por el físico británico Peter Higgs.

Los átomos están formados por protones, neutrones y...