El Gran Colisor de Hadrones, en Ginebra, es el experimento científico más ambicioso de la historia

Diez años de trabajo para poder detectar la posición exacta de los impactos de protones

 El acelerador usa un túnel de 27 kilómetros de circunferencia diseñado para este magno proyecto. (Foto: Archivo)
Los físicos de partículas dan por sentado que pueden convertir la energía en masa y eso es lo que hacen en el Gran Colisor de Hadrones. Aceleran los protones para que giren cada vez más rápido, les dan energía y luego los hacen colisionar para crear partículas nuevas, que son mucho más pesadas que los protones utilizados para su creación. Los investigadores gallegos participantes en el proyecto, en colaboración con los del Instituto Politécnico de Lausanne (Suiza), se han encargado de la construcción y montaje de uno de los detectores, cuyo presupuesto ronda los cinco millones de de euros.
El proyecto del CERN es colosal y de una escala aparentemente incontrolable. Se diseñó un anillo de 9.500 imanes superconductores para contener y controlar el sentido de los haces de protones con seguridad: trece mil amperes de corriente en esos imanes, 1,9 grados Kelvin y 270º centígrados negativos (más frío que el espacio entre las galaxias).

Estos imanes hacen que el Gran Colisor de Hadrones sea cuatro veces más grande que el Tevatron del Fermilab (Chicago). La distancia que recorren los protones en cada uno de los circuitos es igual a la del punto medio desde Inglaterra a Francia a través del Túnel del Canal.

Las mayores colisiones de energía disparan las especulaciones hasta el punto de que los más pesimistas auguraban la creación de agujeros negros que devorarían la tierra. Antes esa avalancha de rumores, el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear evaluó los riesgos para asegurar que no se produciría ninguna circunstancia adversa y eliminar cualquier motivo de preocupación.

Además de minimizar los peligros, la gran obsesión de los científicos que participan en este proyecto estriba en la detección de las partículas que se crean tras la colisión de los protones. En ese campo también trabaja el grupo de investigación de la Universidad de Santiago asignado a la observación en el Silicon Tracker, un subdetector de silicio del experimento LHCb. Daniel Esperante Pereira, ingeniero de Telecomunicaciones y miembro del equipo de Física de Altas Energías es quien coordina la recogida y análisis de todos estos datos.

La parte interna de este subdetector, el Inner Tracker (IT) es la que se encarga de localizar la posición exacta de los impactos. Los encargados de instalar este dispositivo en el acelerador del CERN fueron los investigadores del campus compostelano, que en colaboración con el Instituto Politécnico de Lausanne, lleva más de diez años trabajando en esta parte del experimento.

La Universidad de Santiago invierte 3,5 millones de euros, financiados por el Programa Nacional de Física de Partículas y por la Xunta de Galicia, en un proyecto en el que participa una veintena de científicos y tecnólogos. ‘La construcción del Inner Tracker requería una tecnología muy precisa, sobre todos debido a los millones de microsoldaduras de las que está compuesto, y que se analizaron con instrumental de Santiago de Compostela’, explica Bernardo Adeva Andany, coordinador de el grupo de investigación de Física de Altas Energías de la USC.

Para entender la evolución del universo, comprender lo que ocurrió justo después de su nacimiento y saber cómo llego a ser lo que es hoy en día, no basta con determinar cuantas galaxias existen, como funcionan las estrellas y como se forman los planetas. Es necesario saber cuales son las partículas elementales fundamentales y como interactúan entre ellas. Si las fuerzas no actuasen en la materia, no ocurriría nada: las estrellas no brillarían, los átomos que conforman los cuerpos planetarios se destruirían y el universo se desintegraría.

Dentro de cada despacho del CERN hay un físico teórico y dentro de la cabeza de cada físico hay una concepción diferente de nuestro universo. Todos trabajan para la teoría del todo, la de los constituyentes fundamentales de la materia y de las fuerzas que actúan entre ellas. Es, salvando las distancias, como el código genético cósmico.



Descifrando el código genético cósmico

Toda la materia visible del universo está formada por los mismos quarks, electrones y demás partículas que se pueden estudiar en un laboratorio. Todos quieren finalizar lo que empezó Einstein y la búsqueda del código genético cósmico es el objetivo compartido por los físicos que participan en este proyecto, incluidos los de la Universidad de Santiago.

‘El objetivo último del experimento LHCb es estudiar con gran precisión la falta de simetría materia-antimateria, en las desintegraciones de los quarks pesados que el acelerados es capaz de extraer al vacío’, expli ca Bernardo Adeva, coordinador del grupo de investigación de Física de Altas Energías de la USC. ‘Los quarks son constituyentes fundamentales de la materia y estos estudios pueden darnos la pista para comprender mejor el origen del universo primitivo, donde se dieron unas condiciones similares a las que ahora se reproducen en el CERN’.

Existen tres réplicas no idénticas de los quarks y, según el profesor Adeva Andany, el experimento busca dilucidar el origen de sus masas, además de encontrar los efectos de las nuevas partículas, más allá del modelo estándar, en sus desintegraciones. En un momento de la creación el universo no era más que una entidad, con una temperatura increíblemente alta y un tamaño extraordinariamente pequeño.

El Gran Colisor de Hadrones permite explorar los primeros tiempos del universo y despejar muchas incógnitas que hasta la actualidad permanecían ocultas por una nebulosa. Los trabajos que realizan los científicos que participan en este proyecto lo tienen claro: saben que han iniciado un viaje hacia el mismísimo límite del entendimiento humano.

Cada equipo tiene sus ideas, pero todos comparten un proyecto. No todos pueden estar en lo cierto y el tiempo demostrará que muchas son erróneas. ‘Basta con que se demuestre que una de esas propuestas es la acertada, para que merezca la pena este esfuerzo científico’.

La necesidad de conocer es lo que empuja a los que han puesto en marcha la máquina del Big Bang. El futuro es incierto, pero no tiran la toalla. ‘A lo largo de este año se irán superando diferentes objetivos, pero siempre poco a poco’, explica el profesor Bernardo Adeva.

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