En vísperas del Gran Colisionador de Hadrones mexico en peligro

En vísperas del Gran Colisionador de Hadrones
Gerardo Herrera Corral
gherrera@cern.ch
Investigador del Departamento de Física del Cinvestav del IPN y miembro del SNI Nivel III.
La Crónica de Hoy

El pasado 10 de marzo de 2010 apareció en el periódico de Ginebra Suiza una nota tranquilizadora sobre el proyecto del LHC (Large Hadron Collider o Gran Colisionador de Hadrones) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). El periódico 20 minutos, que se distribuye gratuitamente en Suiza y que desde 2004 es el diario que más se lee en el país, publicó una nota anunciando el fracaso de una ciudadana alemana que interpusiera ante la corte de su país una demanda para impedir que el LHC entre en funcionamiento.

Esto ante el temor de que esta maquina produzcan hoyos negros, que un día acabarían por devorar nuestro planeta, no obstante la corte federal dictaminó que “la demandante no proporcionó pruebas concluyentes”. Después de revisar el caso, la corte de justicia alemana consideró que “no es suficiente la desconfianza en las leyes de la física” para proceder con la solicitud interpuesta.

Posteriormente, sin pecar de negligencia, ella misma volvió a presentar la demanda en 2009, con la esperanza de que la delegación alemana que participa en el CERN se retire, obstaculizando de esta manera el desarrollo del proyecto.

El 9 de marzo finalmente la corte rechazó esta nueva solicitud.

Lo anterior se da después de un acontecimiento importante en el CERN, donde el LHC ha dado inicio a su segunda corrida para tomar datos a una energía de 7 Tera electronvolts (TeV). No es todavía la energía para la que el acelerador fue diseñado pero sí es con mucho la más alta jamás lograda.

El objetivo del CERN es hacer funcionar el acelerador por los próximos 20 meses de manera continua, para adquirir una significativa cantidad de datos. Es la primera vez en la historia del laboratorio que se emprende un periodo de operación tan largo.

Con los datos que se podrán tomar durante este tiempo será suficiente para hacer avances significativos en un gran número de temas de interés.

Así por ejemplo, con los datos que se tomara durante estos casi dos años de operación, los experimentos tendrán la sensibilidad suficiente para descubrir partículas supersimétricas. Actualmente los experimentos pueden probar la ausencia de partículas de este tipo con una masa de hasta 400 Giga electronvolts (GeV). Con los datos que se registren se podrán explorar masas hasta los 800 GeV, es decir, se podrán buscar partículas casi 1000 veces más pesadas que un átomo de hidrógeno.

En estas circunstancias, existen buenas posibilidades de que el LHC descubra partículas supersimétricas que tomarían cuenta de una cuarta parte de la masa y energía del universo.

De manera similar podría descubrir nuevas partículas. Algunas de estas quizá muy pesadas y con algunas peculiaridades cuya existencia arrojaría una mirada a la posibilidad de que existan dimensiones extras, es decir, a la posibilidad de que nuestro universo tenga más dimensiones que las que nos son familiares.

También hay una cierta posibilidad de descubrir el Higgs (partícula que los científicos creen dota de masa a las demás) si la masa de éste se encuentra en el valor previsto según los conocimientos acumulados hasta ahora.

Para esto será necesario combinar los datos que se colecten en los experimentos ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) y el CMS (Compact Muon Solenoid), dos de los experimentos del Gran Colisionador. El Higgs es la partícula que aún no ha sido observada y que es necesaria para explicar el origen de la masa, es decir de la resistencia al movimiento que presentan los objetos.

Después de estos casi dos años de funcionamiento, la máquina se detendrá para hacer los preparativos que le permitan funcionar al doble de la energía, es decir a los 14 TeV para los que fue diseñada.

La probabilidad de producir agujeros negros u otros objetos exóticos como “stranglets” ha sido ampliamente estudiado a nivel teórico y no es, por mucho, la única especulación existente. El carácter destructivo de éstos ya fue advertido con anterioridad.

El profesor de física de secundaria en Honolulu, Walter Wagner, ya había presentado el caso ante la corte de justicia en su país, pero desafortunadamente para el Sr. Wagner, la corte de Honolulu no tiene injerencia en los asuntos de Ginebra, Suiza.

En realidad no tenemos nada de que alarmarnos. Sabemos que aun si durante las colisiones del acelerador se produciesen estos objetos no deberán presentar ninguna amenaza para nuestro planeta.

Desde hace millones de años el universo produce interacciones del mismo tipo y de aún mayor energía que las que se estudiarán de manera controlada en el Gran Colisionador de Hadrones. Radiación cósmica de muy alta energía llega hasta la Tierra y otros objetos en el universo producen colisiones aún más violentas que las que se observan ya en el LHC. De hecho, cada segundo se producen en el universo 10 billones de veces mas colisiones de este tipo que las que generará el Gran Colisionador en toda su vida útil. Si consideramos la edad del universo entonces el numero de colisiones que se han producido ya es inconcebiblemente mayor que lo que tendremos en 10 años de funcionamiento del LHC.

En pocas palabras es como si el universo hiciese 10 billones de experimentos LHC cada segundo. La idea de hacer uno más en CERN es que podremos ver cuidadosamente que es lo que ocurre.

EL GRAN EXPERIMENTO.

El Large Hadron Collider o Gran Colisionador de Hadrones es un anillo de casi 30 kilómetros de perímetro. Esta formado por un gran número de magnetos y una cámara de vacío de forma tubular por la que circulan protones con una velocidad cercana a la de la luz.

En varios puntos del anillo se hace chocar protones que viajan en una dirección con los protones que viajan en el sentido contrario. El acelerador también produce choques de iones pesados llevando la materia a condiciones extremas de densidad y temperatura.

El enorme anillo se encuentra en un túnel que corre a una profundidad de 100 metros entre Francia y Suiza. Esta maquina ha sido construida en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN por sus siglas en francés: Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire) que se encuentra en Ginebra, Suiza.

Las primeras discusiones sobre el proyecto LHC comenzaron en los años ochenta. En los noventa se dio inicio a la construcción del acelerador y de los detectores que medirán lo que ocurra cuando las colisiones se produzcan.

En 1995 nos incorporamos al experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment). Desde entonces los mexicanos hemos formado parte del proyecto y hemos diseñado y construido parte del detector.

Ahora me encuentro haciendo una estancia sabática en el CERN. Durante esta estancia he tenido la oportunidad de operar los dispositivos mexicanos desde que las primeras colisiones ocurrieron en 2009.

Gerardo Herrera, pionero de la colaboración mexicana en el CERN y uno de los principales especialistas en física de partículas en el país, colabora a partir de hoy y cada tercer viernes del mes en este espacio.