Juan José Urbano Mayorgas me envía dos artículos relacionados con el LHC del CERN.

En el primero se describe la relación entre los experimentos del LHC y el Big Bang. El segundo es una entrevista a Teresa Rodrigo, que es catedrática de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Cantabria y Presidenta del Consejo de la Colaboración CMS, uno de los principales experimentos del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

Gracias Juan José 

Articulo de los 20 minutos del día 31 de marzo de 2010

Regreso al Big Bang

El mayor acelerador de partículas del mundo reconstruye por primera vez los instantes posteriores al nacimiento del universo.

Al principio no había casi nada y el Big Bang lo revoluciono todo. Hace unos 14.000 millones de años, la materia del universo estaba concentrada en un punto minúsculo y llego la gran explosión: la materia se disperso y empezaron a formarse las primeras estrellas y galaxias, y el universo continúa desde entonces en constante movimiento.

Hoy en pleno siglo XXI, al futuro se va regresando al pasado. La herramienta, el enorme acelerador de partículas de la Organización Europea de la Investigación Nuclear (CERN, sus siglas en francés). Ayer (día 30 de marzo de 2010) en este túnel de 27 km (en Ginebra, suiza), los científicos lograron reproducir, por primera vez en la historia, mini-Big Bangs: las colisiones de protones (el germen de un átomo de hidrógeno, el elemento más común del universo) en condiciones muy similares a lo que pudieron ser los primeros instantes tras la explosión.

La “partícula de Dios”

Las puertas que abre este éxito son infinitas, aunque los científicos mantienen la cautela. De entrada, los responsables sostienen que en dos años se podrán conocer datos de la cuarta parte de la composición del universo. Actualmente solo se tienen del 4%.

Y en el horizonte, la búsqueda de la denominada partícula de Dios, Una hipótesis que lanzo hace 30 años el científico Peter Higgs, que sería clave para entender por qué las partículas elementales tienen masa, ya que daría más datos de la formación del universo.

Otro eminente físico, Stephen Hawking, aposto 100 dólares a que no existía la hipotética partícula y que no la descubriría el CERN, algo que, según Hawking, seria más interesante.

Tras más de 20 años de investigaciones y 10.000 millones invertidos, el mayor acelerador de partículas del mundo arrojo el día anterior algo de luz al comienzo del todo. Y lo hizo con una receta en la que las cifras marean. En primer lugar, se lanzaron al vacio los haces de protones por el tubo a una velocidad que roza la de la luz (al 99,9%). O, lo que es lo mismo, los protones recorrieron el túnel 11.000 veces por segundo.

Los haces se lanzaron en distintos sentidos para provocar colisiones. << Es como disparar agujas a uno y otro lado del Atlántico y lograr que se choquen a la mitad>>, ilustra Steve Myers, directo del acelerador. La energía que se necesita para moverlo equivale a una velocidad de 1.600 km/h.

El día anterior no fue la primera vez que se lograron colisiones-las primeras, en noviembre de 2009-, aunque si de estas magnitudes. Técnicamente se logro a una energía de 7 TeV, sin precedentes en ningún otro acelerador. Y el CERN pretende doblarla a 14 TeV, aunque no antes del 2013.

Pero este regreso al pasado tardara años en aclarar dudas. Las colisiones desencadena la mayor cantidad de energía observada en un laboratorio. Los cálculos apuntan a que cada año se generarán tantos datos que necesitaría una pila de CD de 20 km de altura para almacenarlo. Con todo, el día anterior hubo brindis y aplausos en el CERN. <<Es el principio de una nueva era para la física moderna>>, aseguro Rolf Heuer, director general del centro.

Pero indaguemos mas al respecto, preguntemos a científicos españoles.

Articulo del ABC día 26-5-2010 por Blanca Torquemada

Teresa Rodrigo: «Hablar de que buscamos la partícula de Dios es literatura»

-Explique a mi sencilla mente qué es un hadrón.

-Un hadrón (por ejemplo, el protón de los núcleos atómicos) es una partícula compuesta. Sus constituyentes elementales (sin estructura interna) se llaman «quarks».

-¿Y qué hace la máquina de Ginebra?

-Básicamente, almacena protones que acelera y que colisionan en determinadas condiciones, en eso consiste. Como ya sabrá, la máquina está bajo tierra y tiene 27 kilómetros de circunferencia, es como un enorme «donut».

-¿Qué cometido tiene usted en tan complejas investigaciones?

-En el LHC hay cuatro detectores de partículas, y yo voy a coordinar el trabajo en uno de ellos, una colaboración en la que se han asociado 200 centros de investigación y en la que participan tres mil personas entre físicos, ingenieros y personal técnico.

-Cuando esté a pleno rendimiento en 2012, se aspira a averiguar cómo nace la materia.

-El LHC está diseñado para funcionar a una energía de 14 teraelectronvoltios, muy alta, y ahora está funcionando a la mitad, pues aún queda trabajo por hacer para poder trabajar a la energía máxima. Buscamos evidencias de la nueva física que no han sido accesibles con la energía que hemos tenido hasta ahora.

-Y ahí entra detectar el famoso «bosón de Higgs».

-Uno de los objetivos fundamentales del LHC es, en efecto, hallar el bosón.

-Resúmanos qué es.

-Es la explicación de por qué las partículas tienen masa. ¡El responsable de que exista materia en el universo!

-¿De ahí que algunos lo hayan llamado «la partícula de Dios»?

-Todos esos otros nombres son más bien literarios.

-Y publicitados por Dan Brown en «Ángeles y demonios».

-De hecho, en la película basada en su libro salen escenas del LHC y se mezclan arbitrariamente todos los conceptos. Aunque en realidad el nombre de «partícula de Dios» viene del libro «The God particle», de León Lederman, un Premio Nobel de Física.

-No logro concebir la antimateria. ¿La podemos imaginar?

-Por supuesto. ¡Estamos rodeados de antimateria!

-Qué me dice...

-Vamos a ver [con tono didáctico]... En los primeros instantes del universo, en las condiciones de su inicio (que es lo que estudian estos experimentos de física de partículas), suponemos que había la misma cantidad de materia que de antimateria, sin preponderancia de una cosa sobre otra. Pero de alguna manera en un momento dado se produjo una ruptura de esa simetría. En ese «exceso» de materia vivimos nosotros...

-Pero la antimateria sigue ahí.

-Se está produciendo continuamente. En los rayos cósmicos que interaccionan con la atmósfera y que llegan a la Tierra hay materia y antimateria. Ahí se produce naturalmente, y también la producimos en el laboratorio.

-¿Qué apariencia tiene?

-La misma que la de la materia, sólo que con carga opuesta. Lo que ocurre es que la antimateria cuando interacciona con la materia se aniquila. Son dos partículas idénticas, con la única diferencia de que una es materia y otra es antimateria. Por ejemplo, el positrón y el electrón se aniquilan en un fotón. El proceso natural es que la materia y la antimateria se aniquilen.

-¿De ahí surge toda esa literatura sobre los peligros que acarrean estos experimentos?

-Sí, pero insisto en que la antimateria es algo cotidiano.

-Así que no hay riesgo de que el experimento de Ginebra cree un gran agujero negro que nos fagocite, ni nada parecido.

-No lo hay. ¡Lo que allí hacemos la naturaleza lo hace de forma mucho más abundante!