(142) La revolución del LHC y su impacto en la ciencia

(142) La revolución del LHC y su impacto en la ciencia

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La historia detrás de uno de los mayores experimentos científicos en la historia moderna parece sacada de una historia de ciencia ficción, de esas en que un científico medio loco propone una idea resistida por sus pares pero que, finalmente, termina por imponerse y por dejar a su creador por sobre todos aquellos que dudaban de su salud mental.

En concreto, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) no nace cuando se aprueba su construcción (en el año 1995), sino que mucho tiempo antes cuando un grupo de científicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) idean la construcción de un acelerador y colisionador de partículas de grandes dimensiones.

La idea de los científicos era lograr dar respuesta a una serie de inquietudes que seguían dando vueltas en el mundo científico, y que sin una “máquina” de estas dimensiones serían muy difíciles de responder.

Esquivando obstáculos

Los primeros obstáculos que debieron enfrentar estaban directamente relacionados con la construcción del LHC: ¿cómo se diseña, se costea y se construye un experimiento absolutamente nuevo y del que no existe nada similar?

Para avanzar en el proyecto los científicos debieron diseñarlo completo sin siquiera unir un cable de forma física, a partir de este diseño se estimaron los costos involucrados y el tiempo requerido para su construcción.

Finalmente se logró construir el túnel de 27 kilómetros de circunferencia en la frontera franco-suiza, convirtiéndose en el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Se calcula que más de 2.000 físicos de 34 países, cientos de universidades y laboratorios participaron en su construcción.

Nace una nueva red de datos

La información generada en cada una de los experimentos es tal que fue necesario construir una red de datos especial para manejar tal cantidad de información, llamada Grid, que combina cables de fibra óptica y elementos de la internet común que usamos día a día, con el objetivo de analizar los datos de manera distribuída.

Sólo los datos que provienen de los detectores alcanzan aproximadamente a 300 Gb/s (los que pasan por un filtro que busca los llamados “eventos interesantes”, que reducen la información a unos 300 Mb/s).

En total en forma diaria se generan unos 27 Terabytes de datos, los que son enviados a once instituciones académicas ubicadas en Europa, Asia y Norteamérica (existiendo otras 150 instituciones que reciben parte de esa información).

Experimentos Principales

Cinco son los experimentos principales del LHC: ATLAS y CMS son detectores de partículas de propósito general; mientras que los otros tres (LHCb, ALICE y TOTEM), son también detectores pero más pequeños y especializados.

En términos simples el objetivo principal del LHC es poner a prueba el Modelo Estándar de la física, aunque sin duda alguna el experimento que ha generado mayor connotación pública se relaciona con la búsqueda de la partícula conocida como bosón de Higgs (o más también llamada para efectos dramáticos “la partícula de Dios”, que vendría a explicar el origen de la materia en el universo). Para lograr encontrar esta partícula es necesario recrear condiciones similares a las ocurridas segundos después del Big Bang.

El LHC y la destrucción del mundo

Una de las grandes polémicas previo a la puesta en marcha del LHC era si éste podía destruir al mundo. En teoría, la colisión de los hadrones podría causar como “efecto secundario” la generación de hoyos negros, que como se sabe, absorben todo lo que hay alrededor gracias a su poderoso campo gravitatorio.

Los científicos hablan de estos temas como si se tratara de algo tan cotidiano como lavar los platos, y muchas veces sus llamados a la calma fueron malentendidos. Nunca se desmintió la posibilidad de que apareciera un hoyo negro, aunque se indicó que si se llegaban a  generar, serían tan pequeños que se evaporarían en un instante, sin causar daño alguno.

Aún con esta explicación, hubo gente que se suicidó a causa de la histeria pensando que el 2012 se había adelantado gracias al LHC, mientras que los científicos del proyecto recibieron múltiples amenazas si seguían adelante con su trabajo.

Otros elaboraron teorías todavía más espectaculares, como que los responsables de los continuos retrasos en la puesta en marcha eran viajeros en el tiempo, o que el mismísimo Dios estaba en contra del proyecto.

Pese a todas las maldiciones y contratiempos, el LHC pudo ponerse en marcha a fines de marzo de este año, logrando en menos de un mes encontrar un “beauty quark” (quark fondo) junto con confirmar la ecuación de Einstein (aquella que dice que es posible crear masa a partir de energía pura: E=mc2).

Los próximos pasos

Hacia fines del próximo año el LHC detendrá sus motores por un año para realizar los ajustes necesarios de manera de alcanzar energías de hasta 14 TeV. Posteriormente el colisionador será nuevamente intervenido en el año 2016, con la finalidad de modernizar sus aceleradores preliminares y los detectores.

Estos trabajos obligarán a manetenerlo fuera de operaciones hasta el año 2020. El cronograma de trabajos señala que para el año 2035 el colisionador será nuevamente modernizado, de manera que la energía de sus haces alcancen los 16,5 TeV (generando 33 TeV cuando choquen ambos haces).