miércoles, febrero 24, 2010

EL REGRESO DEL LHC EN LA BÚSQUEDA DEL BOSÓN DE HIGGS: ¿EL "ESLABÓN PERDIDO" DE LA FÍSICA?

El CERN pone a punto los haces de partículas

EL LHC ESPERA LAS PRIMERAS COLISIONES SOBRE EL 8 DE MARZO

El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, por sus siglas en inglés) ha puesto a punto los haces de partículas para conseguir las primeras colisiones en torno al 8 de marzo, tras una parada técnica que mantiene en pausa el Gran Colisionador de Hadrones o LHC desde diciembre, según informó la entidad.

En declaraciones a Europa Press, el coordinador de las investigaciones españolas del LHC y director del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), Antonio Pich, explicó que de acuerdo con el calendario preliminar ya se han hecho pruebas de inyección y de forma inminente, tras el 'Beam commissioning' o puesta a punto de los haces, se repita el proceso que se hizo en diciembre y se obtengan las primeras colisiones a baja energía a principios de marzo.

Además, los expertos esperan colisiones regulares a siete TeV a finales de marzo, con el plan de mantener la máquina funcionando a este nivel durante los próximos 18 ó 24 meses. "Todo este proceso forma parte de la estrategia que se ha definido para empezar el largo periodo de toma de datos del LHC. El objetivo principal es asegurar la seguridad del LHC y mantenerlo estable", añade el experto.

Por eso, reitera que se va a volver a repetir el proceso que se realizó en 2009: primero pruebas a 450 GeV por haz, esperándose las primeras colisiones a esta energía a primeros del mes de marzo, y "si todo se comporta como hasta ahora", se subirá progresivamente la energía, augurándose las primeras colisiones a finales de ese mismo mes a 3.5 TeV por haz.

Las primeras colisiones en el LHC se registraron el 23 de noviembre de 2009, y se consiguió alcanzar un haz de partículas récord el 30 de noviembre. Durante las dos últimas semanas que estuvo en funcionamiento, en el mes de diciembre, los seis experimentos del LHC registraron más de un millón de las colisiones de partículas, que han sido distribuidas en el 'LHC Computing Grid', el sistema de transmisión de información entre los distintos centros participantes en el proyecto.
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EL MAYOR EXPERIMENTO CIENTÍFICO DE LA HISTORIA

Para detectar las partículas más pequeñas que conforman la materia ha habido que construir la máquina más grande y poderosa del mundo. El Gran Colisionador de Hadrones, enterrado bajo la frontera francosuiza, entrará en funcionamiento a mediados de año. Su objetivo: recrear las primeras trillonésimas de segundo transcurridas tras la Gran Explosión que dio origen al universo.

Me encuentro a 150 metros bajo la superficie de la ciudad suiza de Meyrin, dentro de un socavón gigantesco. El lugar está lleno de pesadas estructuras de acero, andamios de colores, cascadas de cables y aparatos misteriosos donde resuena el chillido de perforadoras, taladros, martillos y grúas. Varios hombres hormiguean alrededor de una máquina fantástica de siete pisos que no puede describirse de otra manera que la puerta a otra dimensión.

Se trata del detector ATLAS, uno de los componentes del Gran Colisionador de Hadrones o LHC (de sus siglas en inglés Large Hadron Collider), el mayor acelerador de partículas jamás construido en la historia de la física. El artilugio de los 4.000 millones de euros, en cuya construcción han participado miles de científicos de unos 50 países. El lugar donde, después de 14 años de construcción, los físicos esperan recrear el nacimiento del universo, una y otra vez. Exactamente, 30 millones de veces por segundo.

A mediados de año, dentro del túnel de 27 kilómetros de circunferencia que une el ATLAS con otros tres detectores igualmente complejos (CMS, ALICE y LHCb), comenzarán a viajar dos haces de protones en direcciones opuestas. Más de mil imanes cilíndricos unidos como salchichas y enfriados a –271ºC, una temperatura apenas dos grados por encima del cero absoluto, guiarán a las partículas. Cuando alcancen una velocidad cercana a la de la luz, chocarán frontalmente convirtiendo su energía en la masa de nuevas partículas –o como decía la famosa fórmula de Einstein, E=mc2–. Estas colisiones, que serán minuciosamente estudiadas en el corazón de los cuatro grandes detectores, serán monumentales: recrearán las condiciones primordiales de energía, temperatura y materia que existieron cuando el universo tenía menos de una trillonésima de segundo de edad.

El objetivo del LHC es revelar las partículas infinitesimalmente pequeñas –y aún desconocidas– que escribieron las reglas de todo lo que hoy constituye el cosmos. Cualesquiera que fueran las formas de la materia y las leyes y fuerzas que regían el universo hace 14 mil millones de años, cobrarán vida brevemente una vez tras otra y, si todo sale bien, dejando sus huellas en montañas de ordenadores.

Una de las partículas exóticas que los físicos esperan “ver” es el bosón de Higgs, el hipotético eslabón perdido en la teoría que explica las características básicas del universo –el Modelo Estándar de la física de partículas–, y que aclararía qué da masa a las cosas. La partícula, según el físico teórico Álvaro de Rújula, es “una vibración en el vacío –que no es lo mismo que la nada–. El vacío es el misterio más grande del universo y a la vez de la física de las cosas pequeñas; y para entenderlo tenemos que saber si esta partícula existe o no”.

Y si existe alguna máquina capaz de mostrarnos la elusiva criatura celestial, esta es el Gran Colisionador de Hadrones –que, dicho sea de paso, son una categoría de partículas grandes que incluye a los protones–. El LHC es 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 creación del Grid, una red global de ordenadores que promete revolucionar el mundo de la computación, aún más poderosa que internet.

El próximo Big Bang

Recrear la Gran Explosión dentro de un laboratorio despierta ciertos temores. ¿Explotará media Europa con cada colisión? ¿Podrían crearse agujeros negros capaces de tragarse la tierra entera? Realmente no, dicen los físicos. Es cierto que existe la posibilidad de que aparezcan diminutos agujeros, e incluso nuevas dimensiones en el espacio-tiempo, pero esto no supondrá ninguna catástrofe.

Y es que, si bien los protones viajarán a una velocidad próxima a la de la luz, son tan diminutos que al colisionar producirán una pequeñísima cantidad de energía: unas 30 trillonésimas veces menos que la liberada por una bombilla de 60 vatios en un segundo. Los haces protónicos dentro del acelerador son otra cosa. Cada uno de ellos, que contiene 280 trillones de protones con una energía combinada equivalente a la de un tren a 200 kilómetros por hora, estará metido dentro de un túnel con un diámetro que no supera el de un cabello y dará, nada más y nada menos, la friolera de ¡11.245 vueltas por segundo! Si, por alguna razón, un haz se desviara, podría agujerear cualquier cosa, aunque la víctima más probable sería el mismo aparato. Por eso se usan poderosos campos magnéticos, para mantener a raya a estas bestias subatómicas.

También descrito como la máquina del tiempo o el telescopio Hubble de la física, el LHC promete más de un Premio Nobel, y un modelo simple y bello que explique el elegante funcionamiento de una naturaleza que hasta ahora nos resulta harto complicada. Ciencia a lo grande para las cosas más pequeñas.
Ángela Posada-Swafford
¿ CÓMO FUNCIONA EL LHC? UN VIAJE AL INTERIOR DEL CERN http://www.muyinteresante.es/rcs/minisites/2009/lhc/index.html