Los científicos del CERN supervisan con ansiedad sus pantallas durante las horas de encendido del LHC en septiembre del año pasado. Foto: AFPUn instrumento científico gigante que fue diseñado para recrear el Big Bang, pero que se voló a sí mismo en el proceso estará de vuelta en la jornada del viernes.
Los científicos en el Gran Colisionador de Hadrones (Large Hadron Collider, LHC) del CERN, se preparan para que los haces de partículas subatómicas circulen en el largo y sofisticado circuito de la máquina en la noche del viernes y comiencen a impactar uno contra el otro poco después. Las primeras colisiones marcarán el final de un período largo y frustrante para los investigadores, que esperaron ocho años para ver como la máquina que se construyó estallaba poco después de ser encendida en septiembre del año pasado. Las reparaciones y un nuevo sistema de seguridad representaron un costo estimado de 24 millones de euros.
La máquina, que ocupa 27 kilometros a través de un túnel ubicado a 100 metros por debajo de la frontera franco-suiza, será la herramienta que permitirá investigar y analizar algunos de los misterios más profundos del universo de las partículas subatómicas haciéndolas chocar unas con otras a velocidades cercanas a la de la luz.
Las colisiones se espera que revelen interesantes y atractivas señales de la nueva física, que podría incluir las dimensiones extra del espacio y la supersimetría, una teoría que asigna a cada partícula en el universo otra asociada invisible.
Los científicos también esperan que la máquina por fin permita descubrir el hasta hoy esquivo bosón de Higgs, llamado metafóricamente la "partícula de Dios", que confiere la masa a otras partículas. También podría revelar la naturaleza de la materia oscura, una misteriosa materia invisible que se extiende por todo el cosmos y se acumula alrededor de las galaxias.
La máquina, de seis mil millones de libras, se cerró el año pasado tras una chispa causada por un cableado defectuoso, que rasgó un agujero en el colisionador y liberó el helio líquido, destruyendo el equipo cercano y convirtiéndose en una capa de hielo. Los ingenieros han pasado el último año comprobando el cableado en el resto de la máquina y la instalación de medidas de seguridad para evitar otra catástrofe.
El trabajo en la máquina se interrumpió a principios de este mes, cuando un cortocircuito sacó de servicio una subestación eléctrica. El incidente fue atribuido a un pedazo de baguette tirado por un pájaro que pasaba.
Las primeras colisiones serán a bajas energías, pero darán a los científicos que trabajan en los cuatro detectores de la gigantesca máquina los primeros datos reales para trabajar.
Dos haces de partículas subatómicas, en este caso protones, que viajan en direcciones opuestas alrededor del túnel, serán acelerados a velocidades cercanas a la de la luz. En cuatro puntos alrededor del anillo los haces se cruzarán, captando los protones colisionando de frente. Los impactos liberarán breves y violentos estallidos de energía que van a recrear en el microcosmos las condiciones que existían sólo una fracción de segundo después del Big Bang.
Lyn Evans, quien ha supervisado la construcción del LHC en los últimos 15 años, dijo que el CERN espera obtener dos haces de protones que circulen en la máquina en la noche del viernes. "Entonces sólo tenemos que dirigir a uno contra el otro", dijo. Las colisiones se espera que alcancen una energía de 2,2x1012 TeV para Navidad, suficiente para que el LHC se lleve el título del colisionador de partículas más potente del mundo.
En enero, la máquina debe estar funcionando con al menos tres veces más energía que el actual más grande acelerador de partículas del mundo, el Tevatrón del Fermilab cerca de Chicago.
"Hemos pasado por un período frustrante, pero lo que sí sabemos es que la máquina funciona de maravilla", dijo Evans. "En Navidad, espero que crucemos la frontera de alta energía, aunque sólo sea por un pelo".
Los ingenieros del CERN han enviado ya los haces de partículas a mitad de camino alrededor de la máquina. Su primera meta esta semana será la de hacer circular dos haces de protones a una energía baja, la etapa que se había alcanzado en esta época el año pasado, antes de que la máquina explotara.
Las primeras colisiones de baja energía darán a los científicos la oportunidad de comprobar si el acelerador está funcionando correctamente y garantizar que sus detectores están registrando las valiosas "vetas" de desechos subatómicos creadas cuando las partículas colisionan entre sí.
La máquina estará cerrada durante un par de semanas en Navidad, mientras los ingenieros finalizarán la instalación de medidas de seguridad para evitar una nueva explosión cuando se esté ejecutando en energías superiores el próximo año.
Jim Virdee, físico del Imperial College de Londres, y portavoz del gigantesco detector CMS (Compact Muon Solenoid) de la máquina, se ha pasado el último año calibrándolo para registrar partículas de alta energía en los rayos cósmicos que se lanzan a través de ella.
"Hay un ambiente de gran expectación aquí. Estamos cautelosamente optimistas y esperando que finalmente los objetivos se vayan consiguiendo", dijo. "Pronto estaremos haciendo grandes avances en un territorio nuevo y desconocido. Estaremos buscando cosas nuevas, pero lo que encontremos depende de que clase de naturaleza es para nosotros".
Algunos científicos confían en que el LHC empuje la física más allá de la década de estancamiento. Mientras los físicos teóricos han seguido adelante con la teoría de cuerdas y otros modelos que describen las partículas y fuerzas de la naturaleza, los experimentos probarán si alguno de ellos ha sido o no afortunado en sus especulaciones.
El año pasado, un tribunal estadounidense rechazó un recurso de impugnación contra el LHC que afirmaba que la máquina podría destruir el planeta mediante la creación de un agujero negro o una masa de materia conocido como strangelets. Este año, los físicos del Instituto Niels Bohr propusieron una posibilidad aún más extraordinaria. Sus cálculos sugieren que el largamente buscado bosón de Higgs es tan detestable para la naturaleza que cualquier la máquina trate de hacerlo sería "saboteda" desde el futuro. Pocos científicos están perdiendo el sueño por esa perspectiva.
"Estamos absoluta y totalmente confiados de que la máquina es perfectamente segura, al igual que el año pasado", dijo Evans. "Y no estoy en absoluto preocupado acerca de que pueda ser destruida por su propio futuro".
Traducción libre de:
• Scientists at Cern hold their breath as they prepare to fire up the LHC
• Scientists at Cern hold their breath as they prepare to fire up the LHC
Increíble. De nuevo regresará a intentar funcionar. Sin duda en los próximos 10 años tendremos grandes avances si las expectativas se cumplen.
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