El colisionador de partículas del CERN afronta una nueva etapa después de una parada técnica de dos años que le hará funcionar al doble de energía. En rueda de prensa desde Suiza, el director del CERN, Rolf Heuer, ha destacado la utilidad de esta máquina, "casi nueva", para seguir conociendo al bosón de Higgs tras su celebrado hallazgo en 2012. Y propone un nuevo reto, el de 'poner cara' a la enigmática materia oscura: "Tengo un sueño. Quiero ver la primera luz en el universo oscuro".
Tras dos años de puesta a punto, el
Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el acelerador de partículas del
CERN, está listo para arrancar una nueva etapa de investigación en la que los principales retos científicos serán el de completar la radiografía del celebrado bosón de Higgs y el de observar de forma directa la misteriosa materia oscura.
En una rueda de prensa celebrada este jueves en Suiza y retransmitida por streaming, el director general del CERN,
Rolf Heuer, y varios responsables de los experimentos que se desarrollan en el LHC, se han mostrado “emocionados” ante el
horizonte tan apasionante como incierto que abre esta nueva etapa del acelerador.
Del lado tecnológico, el reto puede darse ya por satisfecho. Ya en 2008, el LHC se inauguró como el mayor colisionador jamás construido. Ahora, el “nuevo LHC” se dispone a funcionar a un nivel de
energía que casi dobla el orginal, hasta los 13 TeV (Tera Electro Voltios). La física de partículas dicta que a mayor energía, menor masa, de modo que el CERN da un paso en el estudio de la materia más elemental, agudiza su visión.
Hasta alcanzar este nivel de altas energías,
el equipo técnico del LHC ha trabajado durante dos años en mejorar la seguridad de los imanes, reforzar las conexiones y sustituir componentes electrónicos, entre otros ajustes. “Es una máquina casi nueva”, ha explicado Heuer, quien ha pedido “paciencia” y ha indicado que hay que ir “paso a paso” y “tener cuidado”. Eso sí, el director general del CERN ha asegurado que, a pesar de la potencia a la que operará el colisionador, nunca hasta ahora alcanzada,
“no hay riesgo para nadie”.
“El único riesgo es que se dañe algún componente de la máquina y tengamos que repararlo, pero no hay riesgo para las personas”, ha zanjado el físico, atajando cualquier paranoia social que pudiera desatarse, como la que acompañó al estreno del LHC en 2008 cuando hubo quien apuntó a la creación de agujeros negros u otros fenómenos destructores de la Tierra. El acelerador funcionó a su máxima potencia, 7 TeV, durante tres años (finalmente entre 2010 y 2013) y el Mundo siguió girando.
El director de aceleradores del CERN, Frédérick Bordry, y el director general del mismo centro, Rolf Heuer, durante la rueda de prensa en Meyrin, cerca de Ginebra (Suiza) / Efe.
Ahora, el LHC se enfrenta a un nuevo trienio que ha comenzado con la adaptación de la máquina y de los experimentos que en ella se desarrollan (ATLAS, CMS, LHCb, ALICE y TOTEM) al nuevo rango de energía. Se trata de un proceso complicado y gradual, “no es como darle a un botón de encendido y apagado”, según ha señalado el Director de Aceleradores del CERN,
Frédérick Bordry. Entre finales de 2014 y mediados del pasado mes de febrero, se fue introduciendo corriente de forma gradual en los imanes. Ya en este mes de marzo, entre los días 6 y 9, se inyectaron en la estructura circular del LHC los primeros haces de partículas durante las denominadas pruebas de inyección, necesarias para
‘reaprender’ el modo en que la materia circula por esta ‘nueva’ máquina.
Será en las próximas dos semanas cuando empiecen a producirse las primeras colisiones, también a modo de ensayo, y
en unos dos meses, según han señalado los responsables de la máquina en la rueda de prensa, se observarán los primeros ‘choques’ entre partículas verdaderamente relevantes desde el punto de vista científico. Si hablamos de resultados, se prevé que los primeros no lleguen hasta 2016-2017.
En cualquier caso, tal y como ha recordado el director del CERN, “puede ser antes, después, o nunca puesto que estamos en manos de la naturaleza”.
Higgs, materia oscura y ciencia experimentalSin esconder su excitación ante el nuevo horizonte del LHC, los responsables del acelerador de partículas han pedido cautela durante la rueda de prensa y han recordado que, en “ciencia experimental”, no se “saben las respuestas”.
“
Sé que vamos a abrir una nueva ventana, pero no me pregunten a dónde lleva porque no lo sé”, ha enfatizado Heuer.
Beate Heinemann, portavoz del experimento ATLAS, ha destacado que “todo está abierto a nuevos horizontes” en esta “nueva área de la ciencia” y ha asegurado que el primer paso es conocer más a fondo el
bosón de Higgs, la partícula predicha por el Modelo Estándar cuyo
descubrimiento se proclamó en julio de 2012 y que le valió a su formulador,
Peter Higgs, el Nobel de Física. Según Heinemann, “sabemos muy poco sobre el bosón de Higgs y necesitamos conocer mejor esta partícula”, que completa el puzle del modelo según el cual se rigen las leyes fundamentales de la naturaleza. Una parte de la comunidad científica prevé que la partícula encontrada podría ser una
versión más exótica del bosón descrito por Higgs, y en este sentido se dirigirán buena parte de los esfuerzos en el nuevo LHC.
Para
Guy Wilkinson, portavoz del experimento LHCb,
la clave está en la precisión. “Los ajustes realizados en el LHC han hecho que la máquina sea mucho más precisa en sus detecciones, por lo que podremos entender mejor las partículas, incluido el bosón de Higgs, y el modelo estándar”, ha indicado.
Pero quizás la línea de investigación más fascinante que podrá trazarse a partir del pleno funcionamiento del LHC en esta segunda etapa es la que se ha propuesto
descifrar la materia oscura, el componente que se sabe más abundante en el universo (casi el 90 por ciento) pero del que no se ha tenido aún evidencia directa. “Este es uno de los grandes retos del programa del LHC”, ha reconocido el portavoz de ATLAS, quien pronostica que “
este va a ser un año muy excitante” y se muestra “preparado para lo que venga”.
La idea de indagar en lo desconocido ha sobrevolado todas las intervenciones que este jueves han presentado la nueva etapa del LHC en la sede del CERN, recordando a los presentes que la ciencia básica busca respuestas, pero también formula nuevas preguntas. Tomando el ejemplo del histórico descubrimiento del bosón de Higgs, el portavoz del experimento CMS, responsable del hallazgo de la partícula ‘divina’,
Tiziano Camporesi, ha apostado fuerte:
“No puedo decir cuándo va a suceder, pero vamos a sorprenderos otra vez”.
Camporesi ha dicho que están preparados para seguir indagando en el modelo estándar y para poner cara a la materia oscura, pero ha dado un paso más al asegurar que también están “preparados para lo desconocido, para ver lo que sea que exista más allá del modelo estándar”.
El director del CERN ha insistido en que el resultado de sus esfuerzos “dependerá de lo amable que sea la Naturaleza”. Sin embargo, Heuer se apoya en los “tres años de física maravillosa” que dio el LHC en su primera etapa para confiar en que la próxima también trazará un interesante camino. Si este trieno no fuera finalmente tan fructífero como se espera, el físico, dice, seguiría optimista
“Tenemos veinte años”, ha indicado en referencia al programa del LHC, que
alarga la vida funcional del acelerador hasta 2035, con paradas técnicas periódicas como la que este jueves se ha dado oficialmente por finalizada.
Sin embargo, y a pesar de su característica inquebrantable prudencia, Rolf Heuer confiesa en una demostración de que lírica y ciencia no están reñidas “
Tengo un sueño. Quiero ver la primera luz en el universo oscuro. Entonces, la naturaleza habrá sido amable conmigo”.
¿Qué se busca en la nueva etapa del LHC?
Fuente: CPAN
EL BOSÓN DE HIGGS | El 4 de julio de 2012, los experimentos ATLAS y CMS anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula con masa de 126 GeV. El Higgs es la manifestación más simple del mecanismo de Brout-Englert-Higgs, que da masa a las partículas elementales. Es la última partícula del Modelo Estándar, teoría que explica las partículas elementales y sus interacciones, en descubrirse. Al incrementar la energía del LHC aumentará también la posibilidad de crear bosones de Higgs, permitiendo medidas de precisión y comprobar sus modos de desintegración. Las colisiones de alta energía podrían detectar pequeñas y sutiles diferencias entre lo que parece el bosón según los experimentos y lo que predice el Modelo Estándar.
PARTÍCULAS EXÓTICAS | Algunas teorías predicen que podría existir un grupo de partículas que no se puede detectar al no interactuar con la fuerza electromagnética. Si estas partículas tienen masa, interactuarán con el campo asociado al bosón de Higgs.
MATERIA OSCURA | La invisible materia oscura compone la mayor parte del universo, pero solo podemos detectarla por efectos gravitacionales. Pero, ¿qué es la materia oscura? Una idea es que podría contener “partículas supersimétricas”, compañeras a las del Modelo Estándar. El funcionamiento del LHC a alta energía podría ofrecer pistas para resolver este misterio.
SUPERSIMETRÍA | El Modelo Estándar ha funcionado perfectamente para predecir lo que se ha descubierto hasta ahora sobre los ladrillos que forman la materia, pero la teoría está incompleta. Supersimetría es una extensión del Modelo Estándar que busca completar algunos de estos huecos. Predice una partícula compañera para cada una de las partículas del Modelo Estándar. Estas nuevas partículas resolverían un problema mayor, determinando la masa del bosón de Higgs. Si la teoría es correcta, las partículas supersimétricas deberían aparecer en las colisiones de alta energía del LHC.
DIMENSIONES EXTRA | ¿Por qué la gravedad es mucho menor que otras fuerzas? Quizá no sentimos todo su efecto porque se propaga hacia dimensiones extra. Una opción para comprobar esto es encontrar partículas que solo existirían si esas dimensiones extra son reales. Algunas teorías predicen que, del mismo modo que tienen un estado fundamental de baja energía y estados excitados de alta energía, podría haber versiones más pesadas de las partículas estándar en otras dimensiones, que podrían encontrarse a las altas energías del Run 2 del LHC.
ANTIMATERIA | Cada partícula de materia tiene su correspondiente antipartícula, una réplica exacta pero con carga opuesta. El electrón, por ejemplo, tiene su “antielectrón” llamado positrón, idéntico en todo pero con carga eléctrica positiva. Cuando la materia y la antimateria entran en contacto se aniquilan en un destello de energía. El Big Bang debería haber creado las mismas cantidades de ambas. ¿Por qué hay entonces mucha más materia que antimateria? Funcionar a mayor energía permitirá producir más antipartículas, permitiendo comprobar si sus propiedades difieren de las de la materia.
PLASMA DE QUARKS Y GLUONES | Durante millonésimas de segundo después del Big Bang, el universo estaba lleno de una sopa increíblemente caliente y densa compuesta por todos los tipos de partículas. Esta mezcla estaba dominada por quarks, los bloques elementales de la materia, y por gluones, portadores de la fuerza fuerte que mantiene a los quarks juntos en los protones, neutrones y otras partículas. En estos primeros momentos, quarks y gluones estaban ligados débilmente, libres para moverse en el llamado plasma de quarks y gluones. Las colisiones de alta energía del LHC permitirán nuevos estudios sobre este estado de la materia.
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