\n
\n
![\"l31](\"http:\/\/www.drgen.com.ar\/wp-content\/uploads\/2009\/12\/l31_00511013.jpg\" "\\"Im\u00e1genes")
<\/p>\n
<\/p>\n
Con estas altas energ\u00edas de colisi\u00f3n, empieza para el LHC un nuevo per\u00edodo, en el que se lanza a \u201cla caza de la materia oscura<\/a>, las nuevas fuerzas, las nuevas dimensiones y el bos\u00f3n<\/a> de Higgs<\/a>\u201d y, qui\u00e9n sabe, qu\u00e9 cosas m\u00e1s podr\u00e1n aparecder de esta joya de la t\u00e9cnica moderna. Incluso nos podr\u00eda confirmar la existencia de part\u00edculas ex\u00f3ticas.<\/p>\n Sin embargo, como gran acontecimiento Humano, y por tanto sociol\u00f3gico, lleva asociado su propia raci\u00f3n de mitolog\u00eda. Leelos a menudo en los peri\u00f3dicos noticias fabulosas sobre la posibilidad de que se formen en el LHC agujeros negros<\/a> que acaben engullendo a la Tierra, o bien que gracias a sus colisiones abriremos las puertas de nuevas dimensiones espaciales, todas ellas noticias con innegables gui\u00f1os a la Ciencia Ficci\u00f3n. Sin embargo hay una noticia recurrente que por su forma de plantearse parece que no suscita suspicacias, ni siquiera entre los cient\u00edficos, y es la siguiente: “El LHC recrea la gran explosi\u00f3n (Big Bang<\/a>) en el Laboratorio”. Hace tan s\u00f3lo unos d\u00edas volv\u00ed a leer titulares similares en varios peri\u00f3dicos espa\u00f1oles. Incluso el laboratorio de part\u00edculas, en su p\u00e1gina Web de divulgaci\u00f3n asociada a la exposici\u00f3n permanente Microcosm, se pregunta algo parecido: “How do the accelerators recreate the conditions at the beginning of the universe?” Dado que para muchos esta asociaci\u00f3n del LHC con la gran explosi\u00f3n est\u00e1 bastante arraigada, me gustar\u00eda aclarar en qu\u00e9 sentido es v\u00e1lida y cuales son sus limitaciones.<\/p>\n \n \n \n \n El Acelerador de protones<\/a> del LHC convierte enormes cantidades de energ\u00eda el\u00e9ctrica (de la centrales nucleares francesas) en energ\u00eda cin\u00e9tica de los protones<\/a>, de manera que estos llegan a viajar a 0,999999964 veces la velocidad de la luz, correspondiente a unas energ\u00edas de unas 4000 veces su masa, o aproximadamente 3,5 TeV. Dentro de un par de a\u00f1os (m\u00e1s o menos) se alcanzar\u00e1n los 7 TeV por ptot\u00f3n en cada uno de los haces que se mueven en direcciones opuestas y convergen en los puntos de colisi\u00f3n, uno por cada experimento: ATLAS, CMS, ALICE, Y LHCb. Cada prot\u00f3n<\/a> acompa\u00f1a a otros cien mil millones de protones<\/a> en un paquete de proporciones microsc\u00f3picas, del orden de 100 micras -el grosor de un pelo humano- en el momento de la colisi\u00f3n, y sin embargo se producen tan s\u00f3lo 20 eventos (colisiones puntuales) por cada cruce de haces. Dichos protones<\/a> se repelen mutuamente y la densidad en la colisi\u00f3n es de unos 1022<\/sup> protones<\/a> por m3<\/sup> -una cien millon\u00e9sima de la densidad del agua.<\/p>\n Por otra parte, si suponemos que la energ\u00eda de 3,5 TeV corresponde a la energ\u00eda media de las interacciones en el universo primitivo unos 100 femtosegundos despu\u00e9s de la gran explosi\u00f3n, entonces podemos estimar -usando las ecuaciones de la relatividad<\/a> general asociadas a la expansi\u00f3n del universo- que a esas energ\u00edas el universo visible ten\u00eda una extensi\u00f3n de unas 60 micras (\u00a1inferior al tama\u00f1o del paquete de protones<\/a>!) y una densidad unas mil billones de veces la de una estrella de neutrones<\/a>, el cuerpo m\u00e1s denso conocido en el universo actual. A esas temperaturas y densidades el universo estaba en perfecto equilibrio t\u00e9rmico y qu\u00edmico. M\u00e1s a\u00fan, el ritmo de expansi\u00f3n en esos momentos era feroz: el universo dobl\u00f3 su tama\u00f1o en 100 femtosegundos, y al cabo de 25 nanosegundos -el tiempo que tarda en llegar el siguiente paquete del haz en el LHC- el universo visible ten\u00eda ya una extensi\u00f3n de 15 metros, del orden del tama\u00f1o de los propios detectores de part\u00edculas, ATLAS, CMS, ALICE, y LHCb.<\/p>\n Pues bien, aqu\u00ed radica la principal diferencia entre las colisiones en el LHC y los estadios primitivos del universo instantes despues de la gran explosi\u00f3n. Aunque las energ\u00edas intercambiadas en la colisi\u00f3n son similares, \u00e9stas ocurren en densidades muchos \u00f3rdenes de magnitud inferiores a las de la gran explosi\u00f3n y en condiciones f\u00edsicas radicalmente distintas: totalmente fuera de equilibrio y en un espacio tiempo est\u00e1tico. Es m\u00e1s, a esas temperaturas el universo primitivo estaba compuesto de quarks<\/a> y gluones<\/a> -as\u00ed como de electrones<\/a>, fotones<\/a> y neutrinos<\/a>-, pero no de protones<\/a> )\u00a1estos aparecen mucho m\u00e1s tarde!). Entonces, \u00bfen qu\u00e9 sentido podemos decir que el LHC recrea la gran explosi\u00f3n? Al alcanzar la energ\u00eda que tuvieron lugar en la gran explosi\u00f3n, tenemos acceso controlado y procesos enormemente energ\u00e9ticos que no pueden darse hoy en d\u00eda en el frio espacio interestelar y, observando los productos de la colision, deducir las propiedades fundamentales de la materia, las cargas y las masas de los constituyentes elementales. El cosm\u00f3logo entonces extrapola dichas caracter\u00edsticas fundamentales\u00a0 al contexto f\u00edsico concreto de un universo hiperdenso en equilibrio t\u00e9rmico y en trepidante expansi\u00f3n. La diferencia est\u00e1 en el comportamiento colectivo de las part\u00edculas y en el espacio-tiempo en el que tienen lugar las colisiones, ya que las interacciones puntuales son comunes a ambos y dependen exsclusivamente de esas cargas y masas que miden los colisionadores como el LHC.<\/p>\n \n \n Explosiones de supernova, como la que cre\u00f3 la Nebulosa del Cangrejo (fotograf\u00eda), podr\u00edan ser tambi\u00e9n fuente\u00a0 de los rayos c\u00f3smicos gal\u00e1cticos. Los rayos c\u00f3smicos son n\u00facleos at\u00f3micos y electrones<\/a> que viajan a trav\u00e9s de la galaxia a una velocidad cercana a la de la luz. La V\u00eda L\u00e1ctea est\u00e1 llena de rayos c\u00f3smicos. Afortunadamente, la magnet\u00f3sfera y la atm\u00f3sfera de nuestro planeta nos protegen de la mayor\u00eda de los rayos c\u00f3smicos. A\u00fan as\u00ed, los m\u00e1s poderosos -que pueden llevar consigo mil millones de veces m\u00e1s energ\u00eda que las part\u00edculas creadas dentro de los aceleradores at\u00f3micos en la Tierra- producen grandes tormentas de part\u00edculas secundarias en nuestra atm\u00f3sfera que s\u00ed pueden alcanzar la superficie de nuestro planeta.<\/p>\n Es importante se\u00f1alar que el acelerador de protones<\/a> del CERN no es el \u00fanico capaz de generar hoy en d\u00eda tales energ\u00edas. Existen en el Universo actual procdesos astrof\u00edsicos tremendamente violentos que ocurren en el centro de las galaxias activas -tomando energ\u00eda de la interacci\u00f3n gravitacional en las proximidades de agujeros negros<\/a> increiblemente masivos-, que generan chorros de part\u00edculas con varios miles de millones de veces la energ\u00eda del LHC. Estas part\u00edculas -los llamados rayos c\u00f3smicos ultraenerg\u00e9ticos- recorren distancias cosmol\u00f3gicas hasta chocar contra nuestra atm\u00f3sfera, produciendo inmensas cascadas de part\u00edculas que pueden pertubar las telecomunicaciones y son medidas en la tierra por detectores cubriendo un \u00e1rea de cientos de kil\u00f3metros cuadrados, como los del experimento Pierre Auger en Argentina. Tales eventos sin embargo,\u00a0 son muy raros y ocurren en condiciones fuera del control del ser humano: no poemos reproducirlos y en muchos casos no sabemos ni siquiera la naturaleza de la part\u00edcula primaria que choc\u00f3 con la atm\u00f3sfera, por lo que es dif\u00edcil inferir de ellos las propiedades fundamentales de los constituteyentes elementales, como hacen los detectores del LHC.<\/p>\n Resumiendo, la Ciencia busca respuestas a preguntas cada vez m\u00e1s b\u00e1sicas -\u00bfcual es el origen de la masa? \u00bfqu\u00e9 ocurri\u00f3 en los primeros instantes del universo? \u00bfculaes son los constituyentes fundamentales de la materia?- y y la forma de responderlas es a trav\u00e9s de experimentos controlados y observaciones cuidadosas. El gran colisionador de hadrones<\/a> y los detectores de rayos c\u00f3smicos ultraenerg\u00e9ticos son en realidad experimentos complementarios. Ambos nos acercan a\u00fan m\u00e1s a la comprensi\u00f3n del origen del universo.<\/p>\n \n \n Hasta aqu\u00ed el fragmento del art\u00edculo que he trasladado hoy a la p\u00e1gina. Est\u00e1n bien explicado los motivos que aconsejan el experimento LHC y sus diferencias con el universo primitivo, pero se deduce que, al no poder recrear aquel universo tal como era entonces, nos tenemos que valer de los aceleradores para poder “saber” lo que pas\u00f3 en aquellos primeros momentos y, sobre todo, como lleg\u00f3 a formarse la energ\u00eda y de qu\u00e9 se form\u00f3.<\/p>\n A pesar de que el LHC alcanzar\u00e1 los 14 Tev, es a\u00fan un acelerador insuficiente para que pueda profundizar hasta esos momentos iniciales, esa zona muerta de la que nadie ha sabido a\u00fan dar una respuesta creible. Estamos como siempre, frenado por la distancia de Planck a la que, de momento, no hemos podido llegar y, es precisamente all\u00ed, donde podremos contemplar todos y cada uno de los datos que nos faltan para comprender, de una vez por todas, esos secretos de la materia que a\u00fan quedan ocultos en una regi\u00f3n de oscuridad que no hemos podido alumbrar.<\/p>\n Seguramente, cuando nuestros focos de luz puedan se\u00f1alar el sitio exacto, lo que all\u00ed veamos sea, simplemente, la “materia primordial”, o, dicho de otra manera, eso que llamamos “materia oscura<\/a>” y que, en realidad, es el material b\u00e1sico de la materia bari\u00f3nica. Esa materia primigenia que hizo posible la formaci\u00f3n de las primeras estrellas y galaxias de nuestro universo, ya que, sin ella, sin su fuerza de gravedad generada, nunca se habr\u00eda podido retener a la materia de luz, es decir, la bari\u00f3nica, para que se formaran las estrellas y galalxias del cielo.<\/p>\n \u00bfHasta donde llegaremos?<\/p>\n![\"\"](\"http:\/\/public.web.cern.ch\/Public\/Objects\/LHC\/LHCtunnel1.jpg\")
<\/p>\n<\/p>\n
![\"Imagen](\"http:\/\/www.swissinfo.ch\/media\/cms\/images\/null\/2010\/09\/untitled_2-28393464.jpg\" "\\"Imagen")
<\/p>\n
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>
<\/a><\/span>