Por @Wicho — 3 de Junio de 2015

Sala de control del LHC
Sala de control del LHC - CMS/CERN. Más imágenes en Start of run2 physics at the Large Hadron Collider

Construido bajo el suelo a las afueras de Ginebra, el Gran Colisionador de Hadrones –simplificando mucho– consta de dos grandes anillos de 27 kilómetros de longitud situados en un túnel que en algunos tramos está hasta 175 metros bajo tierra y que atraviesa la frontera franco-suiza en los se inyectan partículas, haciendo que por uno estas circulen en el sentido de las agujas del reloj y que por otro lo hagan en el sentido contrario, en ambos casos a velocidades próximas a la de la luz.

Estas partículas se hacen colisionar justo en aquellos puntos en los que están instalados los instrumentos capaces de detectar estos choques, algo que requiere una precisión milimétrica, pues estamos hablando de partículas subatómicas, lo que hace del LHC el instrumento más complejo que jamás hayamos construido.

Colisión en el CMS a 13 TeV
Representación de una colisión en el experimento CMS a 13 TeV - CMS/CERN. Más imágenes en Start of run2 physics at the Large Hadron Collider

Con estas colisiones los científicos buscan ver de qué está hecho el universo y cómo funcionan las partículas más elementales que lo forman, pues simulan las condiciones reinantes en el momento del Big Bang.

Es, salvando las distancias, como si hiciéramos chocar dos coches para ver de que están hechos y como funcionan.

Ya en su primera etapa de funcionamiento el LHC nos ha permitido descubrir el bosón de Higgs, lo que por fin nos acerca a poder explicar como funciona la gravedad, ya que aunque la experimentamos a diario, no sabemos como funciona.

Hoy, tras dos años en los que se han acometido diversas mejoras y reparaciones, el LHC ha comenzado a producir colisiones a 13 TeV, la potencia para la que estaba diseñado originalmente, tal y como se puede leer en LHC experiments back in business at record energy.

Instalación de un detector en el CMS

Volviendo al símil del choque de los coches, es como si los hiciéramos chocar a más velocidad, por si alguna pieza hubiera salido entera de choques a menos velocidad, para que se rompan aún más y así poder averiguar mejor de que están hechos.

Observando el resultado de las colisiones, un poco como hace el equipo de atestados tras un accidente automovilístico para reconstruir el accidente, los científicos esperan poder avanzar en nuestro conocimiento acerca de cómo funciona nuestro universo en ciertos aspectos y reafirmar -o no- el modelo estándar de la física de partículas actual.

Es, casi exactamente, lo que hacen los niños pequeños cuando desmontan un juguete para ver cómo funciona.

Preguntas que el LHC puede ayudar a responder son:

  • Cual es el origen de la masa de las cosas, algo que aunque parezca increíble hasta hace poco no lo teníamos claro del todo, aunque para ello ya ha dado un importante paso adelante con el descubrimiento del bosón de Higgs en 2012 en el mismo LHC.
  • Qué son la materia oscura y la energía oscura, que forman respectivamente el 23% y el 73% de nuestro universo y no tenemos ni idea de lo que son.
  • Si tiene pinta de que la teoría de la supersimetría, que intenta explicar el funcionamiento de todas las fuerzas fundamentales del universo de una forma unificada, es correcta. Por ahora no somos capaces de explicar la gravedad de la misma forma que las otras fuerzas fundamentales usando el modelo estándar, y eso no debería ser así.
  • ¿Por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo si debería haber cantidades más o menos iguales de ambas?
  • ¿Cómo se formaron las partículas que conocemos a partir del plasma de quarks-gluones que creemos que existió durante los primeros 20 a 30 microsegundos posteriores al Big Bang?

Además, según lo que vayamos aprendiendo con el LHC, además, los científicos podrán ir decidiendo qué tipo de aceleradores hay que construir para seguir avanzando en nuestro conocimiento del universo en el que nos ha tocado vivir.

Un desafío añadido a hacer funcionar el colisionador es almacenar toda la información necesaria: con unos mil millones de colisiones por segundo es necesario transferir y almacenar cerca de 6 gigabytes por segundo, con picos de 10 gigas.

Hay algo más de información acerca de esto en LHC Season 2: CERN computing ready for data torrent.

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