Large Hadron Collider: la máquina del tiempo

Gasto inútil. Obra faraónica. Pérdida de tiempo y de recursos. Tontería y capricho de cuatro científicos estúpidos y locos. Estos son algunos de los calificativos que mucha gente aplica al Large Hadron Collider (LHC), o, en castellano, Gran Colisionador de Partículas. El instrumento más complejo que se ha diseñado nunca para estudiar los aspectos más íntimos de la estructura del universo.

En este pequeño artículo, vamos a explicar por qué esa gente está equivocada, y cómo, los antepasados del LHC, han salvado y salvan millones de vidas todos los años. Sí, estimado lector: esos instrumentos que habrás visto alguna vez en una cirugía, en una prueba médica con rayos X, ecografías, tomografías, escáneres por positrones… Todos ellos son, en mayor o menor medida, fruto y resultado de máquinas anteriores al LHC, o de experimentos con partículas. Ahora, el LHC nos quiere enseñar lo que esconde el universo. ¿Cómo? Vamos a verlo.

Una sección del túnel del LHC en el CERN.
Una sección del túnel del LHC en el CERN.

Antecedentes.

Los aceleradores de partículas son máquinas que llevan décadas usándose. Su principio es muy sencillo: acelerar partículas del tipo que se quiera estudiar, y luego hacerlas colisionar contra algo, normalmente otras partículas del mismo tipo, que giran en dirección contraria. Esta colisión rompe la materia, y, lo más importante, genera una gran cantidad de energía. Esa energía permite generar nuevas partículas llamadas precisamente partículas energéticas o de alta energía, que son las responsables últimas de muchas de las características y comportamiento del universo. El LHC es el último y más complejo de esos instrumentos, y es también, el que usa mayor energía. Porque, cuanta más energía, más posibilidades de observar nuevos fenómenos. Este 2015 el LHC va a funcionar ya a plena energía, y esto va a provocar, si todo va bien, una cascada de nuevos descubrimientos y observaciones. Los próximos años prometen ser apasionantes.

Funcionamiento.

EL LHC está colocado en un anillo circular de 27 kilómetros de circunferencia situado en Ginebra, Suiza, aunque hay puntos que están por debajo de Francia. El centro donde se gestiona este monstruo de la tecnología se llama CERN. si el lector no lo conoce, recuerde: las páginas web, el primer navegador web, y el lenguaje HTML que se usa para gestionar las páginas web en Internet, se desarrollaron en el CERN. Como muchas otras cosas que se emplean actualmente. ¿Y el famoso concepto de “la nube”, es decir, esos discos externos donde colocar información? Se desarrollaron también en el CERN por primera vez.

El LHC Usa potentísimos sistemas magnéticos para acelerar protones al 99,99% de la velocidad de la luz. Recordemos que nada que tenga masa puede superar la velocidad de la luz, o al menos, la física hasta ahora no lo ha visto como posible, tal como explica la teoría especial de la relatividad de Einstein. Cuando los protones colisionan, la gran cantidad de energía rompe los protones, y crea, en un instante y en un punto dado, un área donde la temperatura se eleva a millones de grados centígrados. Esa temperatura hace que las partículas colisionen de forma increíble, y generan nuevas partículas energéticas. El último y más famoso descubrimiento es el bosón de Higgs, erróneamente llamada “partícula de Dios”, que de divina no tiene nada. Sí lo tiene de especial, ya que es la partícula que dota de masa a las demás partículas y las frena. Literalmente, si el bosón de Higgs no existiese, toda la masa del universo se movería en forma de energía a la velocidad de la luz. Pero el bosón de Higgs no es la última partícula encontrada, nuevos mesones (otro tipo de partículas) han sido descubiertas recientemente.

Existen cuatro detectores distintos en distintos puntos de ese anillo, cada uno de ellos diseñado para analizar distintas situaciones de las colisiones que se producen.

En el LHC trabajan no solamente los físicos e ingenieros presentes físicamente en el lugar, sino centros universitarios, laboratorios, y distintas entidades que colaboran por todo el mundo. Una intrincada red de ordenadores gestiona los millones de datos que se producen en cada colisión, y se reparten en distintas redes de datos para su procesamiento. Los datos almacenados pueden tardar meses o años en ser procesados y entendidos completamente. Se trata de una labor ingente y compleja que implica a miles de científicos.

Aquí puede verse la magnitud del LHC.
Aquí puede verse la magnitud del LHC.

¿Y esto, para qué sirve?

Esta es la pregunta clave. No sirve para crear un agujero negro que se tragará la Tierra como mucha gente ha dicho. De hecho, muchos protones que provienen del Sol poseen más energía que la que se usa en el LHC, y ningún agujero negro se ha tragado la Tierra. Además, la llamada radiación Hawking explica por qué un agujero negro microscópico no puede comerse planetas. Se desintegran mucho antes de poder hacer cualquier daño.

Entonces, ¿para qué sirve? Bien, pues lo podemos definir rápidamente: el LHC es una máquina del tiempo.
– Ahora es cuando te has vuelto loco – dice un hombre protestón, que ya ha aparecido en algún otro artículo reciente. Siempre atento está el hombre protestón. Pero no, no me he vuelto loco.
– ¿Ah no? – replica. – ¿Y tú te llamas científico, hablando de una cosa con forma de anillo que es realmente una máquina del tiempo? ¿Va a salir Marty McFly en el Delorean viajando al pasado?

Realmente, no. No hace falta un Delorean. Lo que hace el LHC es viajar al pasado, y lo hace, sencillamente, recreando cómo era el universo primigenio. Es decir, el universo en sus primeros instantes.
– Ahora sí que has metido la pata – insiste el hombre protestón. – ¿Y qué había antes del principio?

El origen del universo.

Verás, señor protestón. La física de altas energías, que es como se llama a lo que están haciendo en el CERN con el LHC, se encarga de explicar las características del universo primigenio. No sabe, de momento, lo que había antes, si es que había algo. Y, en cualquier caso, el LHC en la actualidad no está diseñado para saberlo. Al menos, directamente. Sí está preparado para recrear las condiciones de ese universo primordial, extremadamente distinto, extremadamente pequeño, y extremadamente caliente. Estudiando esas condiciones en un laboratorio como el CERN, con ayuda del LHC, los físicos esperan encontrar las respuestas a muchas de las preguntas que todavía nos hacemos. ¿Cuál es la estructura, y cuales son las leyes, que rigen el universo? ¿Qué partículas existían y cómo interactuaron? ¿Cómo eran las leyes de la física en ese momento, o mejor dicho, cómo se comportaban en esos momentos en esas condiciones? ¿Qué partículas superenergéticas existían?

Estas preguntas buscan respuesta, y esas respuestas, como suele suceder a menudo, generarán nuevas preguntas. Pero no nos adelantemos a los acontecimientos. Ahora mismo, aunque se hable de universos paralelos, branas, cuerdas, y otros conceptos, pero todo eso, que es muy interesante, se debe ver supeditado a la verificación. La ciencia maneja datos y pruebas. Eso es lo que busca el LHC.

Esas respuestas darán la posibilidad de responder a las muchas preguntas que quedan todavía pendientes en el mundo de la física. El LHC es una máquina del tiempo, pero no en sentido literal. Sí en un sentido incluso mejor: nos permite ir allá, al origen del universo, sin tener que ir necesariamente a aquel instante, que, por cierto, no era especialmente adecuado para la vida, tal como la conocemos.

El conocimiento: por qué es importante adquirirlo.

El ser humano desea aprender. Desea saber. Y, en ese muestrario de preguntas, el origen del universo, y cómo funciona, es una de las preguntas más antiguas que se ha hecho la humanidad desde los orígenes de los tiempos de la especie. Durante 4.500 millones de años, la Tierra tuvo vida, pero no seres humanos. Ahora, con la aparición de nuestra especie, nos preguntamos cómo empezó todo. El LHC es una máquina tremendamente poderosa, que puede darnos algunas de esas respuestas. Puede, no es seguro, porque en el mundo de las ciencias nada es seguro, y todo es cambiante. El libro de la ciencia se reescribe cada día.

El conocimiento nuevo siempre es bueno. Siempre. Aprender cosas nuevas nunca está de más. Conocer nuevos aspectos del universo, de la materia, de la energía, de las partículas que conforman todo lo que vemos y tocamos, es una tarea fundamental. Y lo es, porque cada pregunta contestada abre nuevas puertas al futuro.

El LHC es una máquina del tiempo. Pero también es una máquina de conocimiento. De una enorme cantidad de nuevo conocimiento. Nos enseña lo que somos. Nos enseña de qué estamos hechos. Nos explica cuál es nuestro pasado, y, a través de ello, como mejorar nuestro presente, para crear un futuro mejor.

Aprender siempre será bueno, y conocer siempre será mejor que ignorar. Por lo tanto, el LHC ha de ser bienvenido por todos aquellos que tengan un mínimo interés por conocer qué es el universo. Y, en el libro de la ciencia, el LHC se prepara para escribir un nuevo capítulo. Esperemos leerlo, aprender de ello, y a través de ese conocimiento, crear una sociedad mejor y más justa. Porque la ciencia, aunque no lo parezca, también sirve para eso.


Más información en la Wikipedia.

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