Homenaje al primer gran éxito del LHC

El 30 de marzo se cumple el primer aniversario de la partida de lo que puede ser la causa de inimaginables descubrimientos y confirmaciones de teorías que darían más de un vuelco a la física; tras dos intentos que no resultaron, el LHC del CERN consiguió las primeras colisiones de haces de protones a 7 ”teraelectrovoltios” (TeV), emulando los tempranos instantes posteriores al Big Bang.

Repasemos brevemente la corta historia de este hito y del mayor acelerador de partículas del mundo.

En septiembre de 2008 su inundación y congelación por gases hizo posponer su puesta en marcha un año y costó 40 millones en reparaciones.
Nos referimos a un anillo de 27 Km enterrado entre 50 y 175 m de profundidad, situado en la frontera entre Suiza y Francia y compuesto por cuatro detectores: Atlas, CMS, Alice y LHCb.

LHC

Esta máquina rivaliza con el Tevatron de Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), Illinois. Hasta ahora, éste ha trabajado a más intensidad, pero el LHC le supera en número de colisiones.

Los choques se produjeron dentro del gigante túnel circular, enfriándolo hasta la temperatura más baja que se conoce del universo y lanzando las partículas a la velocidad de una nanofracción inferior a la de la luz.

Una microexplosión alrededor de la una de la tarde tuvo lugar. Los haces de mil millones de protones, acelerados a 7 Tev por primera vez, se desplazaron a través del conducto. Las partículas propagadas se trasladaron a 3,5 TeV cada una hasta conseguir colisionar creando un pequeño Big Bang.
A primera hora de la mañana, enviaron una inyección de partículas y alcanzaron los 3,5 TeV, pero se produjeron algunos problemas que retrasaron el experimento. El acelerador tuvo que comenzar de nuevo. Al fin, todo se arregló y las partículas se lanzaron de nuevo por el acelerador hasta provocar las primeras colisiones. Atlas y CMS, fueron los primeros en ser testigos de las colisiones.
Los científicos del CERN publicaron en Twitter: ”Experiment have seen collisions!!!!!!!!!!!!”, ”First time in the history!!!!!!!!!!!! World record!!!!!!!!”, ”Nature does it all the time with cosmic rays (and with higher energy) but this is the first time this is done in Laboratory!!” (”¡El experimento ha visto colisiones!, ”¡Por primera vez en la historia!, ¡record mundial!” y ”La naturaleza lo hace con los rayos cósmicos, pero ésta es la primera vez que se consigue en un laboratorio”).

Éxito que no ofrecerá resultado alguno hasta dentro de varios años durante los cuales se recopilarán los datos, cuyos resultados serán procesados por miles de investigadores en laboratorios de todo el mundo en los distintos centros de la red de cálculo del acelerador.
Entonces será cuando se esperan revelar misterios de la antimateria, materia oscura, así como dimensiones nuevas o hallar el tan ansiado bosón de Higgs (la única partícula hipotética del modelo estándar para explicar porqué tienen la masa que tienen).

De todos modos, los físicos ya han llegado a conclusiones novedosas tales como que el universo se comportaba como un líquido o la posibilidad de viajar en el tiempo.

En el primer caso, entre los que se encuentran investigadores de la Universidad de Birmingham (Reino Unido), aceleraron y colisionaron entre sí núcleos de plomo a las temperaturas más altas posibles. De esta forma, produjeron unas partículas subatómicas muy calientes y densas, recreando los primeros momentos después del Big Bang a de 10 billones de grados, confirmando con este ejercicio experimental que el universo actuaba como líquido en sus primeros instantes de existencia.

En el segundo, Tom Weiler y Chui Man Ho, físicos de la Universidad de Vanderbilt (Nashville, Tennessee), proponen que algunas partículas podrían viajar hacia adelante o hacia atrás en el tiempo.
Se basan en la Teoría del todo, no viola ninguna ley física, aunque admiten que se trata de una posibilidad muy remota.
Si el colisionador tiene éxito en el descubrimiento del bosón de Higgs, según algunos científicos se creará una segunda partícula, Singlet de Higgs. Weiler y Ho argumentan que tendrá la capacidad de saltar a una quinta dimensión, en la que podrá aparecer en el futuro o en el pasado. Una forma de verificarlo sería analizar los detectores por si se encontraran señales de experimentos futuros.

Algunos físicos teóricos defienden nuestro universo como una membrana de cuatro dimensiones insertas en un espacio-tiempo multi-dimensional (once, por ejemplo).

En nuestro universo todo estaría unido a la membrana y por lo tanto no se podría viajar a otras dimensiones. Sin embargo, hay excepciones, como la gravedad, ya que es más débil que otras fuerzas fundamentales, y penetra en otras dimensiones o, en este caso, como la Singlet de Higgs, que responde a la gravedad, pero no a cualquiera de las fuerzas básicas de la física.

Fuentes: abc (ciencia), arxiv.org (Cornell University Library), news.vanderbilt.edu (Vanderbilt University), astronomía.com, RAE y cuenta Twitter del CERN.