Científicos de Compostela participan en un complejo proyecto para explicar el firmamento

Desde Galicia hasta el principio de los tiempos

 Acelerador de partículas del LCH (Gran Colisionador de Hadrones en inglés), instalado en la frontera francosuiza, cerca de Ginebra. (Foto: Archivo)
Físicos de la Universidad de Santiago participan en el más complejo de los experimentos científicos jamás emprendidos. Trabajan en el detector que obtuvo la energía de colisión más alta de la historia. Sus aportaciones, junto a las de los diferentes equipos implicados en el acelerador de partículas del CERN, son claves para recrear las condiciones del Big Bang e intentar responder a las preguntas más fundamentales sobre el universo. Ese es principal objetivo perseguido por los físicos de partículas, empeñados en saber por qué las cosas son como son. Y la respuesta a muchas de sus inquietudes puede estar en el origen del universo.

El Gran Colisor de Hadrones que se extiende por la frontera franco-suiza, a las afueras de Ginebra, es el mayor acelerador de partículas de los construidos hasta hoy y la gran apuesta del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN). Los físicos de partículas más eminentes del mundo se han volcado en la creación de esta extraordinaria máquina, el laboratorio del Big Bang más famoso del mundo.

Ni las mentes más brillantes ni las mejores teorías han conseguido explicar hasta el momento lo ocurrido cuando surgió el universo tras una gran explosión. Los físicos más ambiciosos tienen la sensación de estancamiento y por eso se empecinan en recrear la fracción de segundo posterior al Big Bang. Con ese objetivo se creó el Gran Colisor de Hadrones (o LHC, por sus siglas en inglés): para colisionar fragmentos de materia a energías nunca alcanzadas.

Y el gran día llegaba hace poco más de un mes, el 13 de diciembre de 2009, tras las dificultades técnicas sufridas en el año anterior y después de detectar las primeras colisiones el 23 de noviembre. El detector LHCb registraba la energía de colisión protón-protón más alta del mundo: 2,36 teraelectron voltios (TeV). Semanas antes había alcanzado 1,18 TeV, superando la marca de 0,98 que con anterioridad tenía en su poder el acelerador Fermilab de Chicago.

En el detector LHCb, uno de los cuatro instalados en el gran túnel de Ginebra trabaja el grupo de investigación de Física de Altas Energías de la Universidad de Santiago de Compostela. ‘Fue un día histórico, batimos el récord que tenía el acelerador norteamericano’, explica Ber nardo Adeva, coordinador del equipo. ‘Vamos cumpliendo objetivos y eso también alimenta la motivación de quienes participamos en este ambicioso proyecto. Una vez que se ha batido la marca de energía pueden llegar nuevos logros’.

Habían conseguido crear una máquina con la fuerza suficiente para volver a poner en escena los momentos posteriores a la creación, ese instante en el que ‘de la nada surgió el todo’. El universo nacía hace 13.700 millones de años cuando de una bola de fuego energética emergieron las partículas elementales más sencillas de la materia. La expansión y el enfriamiento no se han detenido; la evolución es constante: los constituyentes primigenios se transformaron en átomos, luego en moléculas y, finalmente, en estrellas y planetas.

Grandes incógnitas

‘Para entender la evolución del universo hay que comprender que es lo que lo conforma. Confiamos en que el colisor nos permita resolver muchas de las grandes incógnitas que se mantienen en esta materia’. Las lla ves para abrir puertas que hasta ahora han permanecido bloqueadas están en el anillo de colisión, cuya longitud supera los 27 kilómetros, suficiente para rodear una ciudad como Vigo.

En ese gran túnel es donde se aceleraron pequeñas partículas de materia (protones) hasta acercarse a la velocidad de la luz y colisionar dentro del detector para recrear las colisiones que se daban en el inicio de los tiempos. Los protones, que vuelan en direcciones opuestas, rodean el túnel (27 kilómetros) once mil veces por segundo y en el momento de la colisión tienen una energía equivalente a la de un portaaviones desplazándose a 30 nudos. Toda esa energía se localiza en un espacio igual a una fracción del ancho de un cabello de un ser humano.

El sueño de entender las partículas elementales a partir de las que se conformó el universo ha sido fuente de inspiración para los más sobresalientes físicos de partículas, ocupados durante muchos años en idear sofisticados métodos para torturar la materia. Cuanto más pequeño es lo que buscan, paradójicamente, más grande es el instrumento que necesitan.

Un sistema de computación creado en Santiago analiza las mayores colisiones de protones de la historia

La descripción del universo es incompleta y tras la gran colisión de energía registrada el 13 de diciembre, es el momento de analizar los datos obtenidos en el acelerador de partículas. Ese es el objetivo inmediato del equipo que coordina el profesor Juan José Saborido Silva, cuya principal herramienta de trabajo es un sistema de computación creado en el campus de la Universidad de Santiago de Compostela y que permite interpretar los datos obtenidos tras el bombardeo de protones.

‘Los avances son importantes y serán mayores en el futuro, cuando alcancemos mayores niveles de energía y luminosidad’, apunta Saborido. ‘La información será mayor cuanto mayor sea el choque el choque de protones por centímetro cuadrado y por segundo’.

Sólo el principio El trabajo de análisis de este proyecto integrado en el detector LHCb también será impulsado por otro profesor del campus compostelano, José Ángel Hernando Morata, que contará con la colaboración de un equipo de jóvenes investigadores formados en Física Nuclear y de Partículas. ‘Nuestro trabajo no ha hecho más que empezar porque al Gran Colisionador de Hadrones todavía le quedan unos veinte años de vida, pero creo que en los próximos meses podríamos obtener resultados muy interesantes para la comunidad científica mundial’.

El gran colisionador de protones está en estos momentos parado y retomará su actividad dentro de un mes. ‘Las operaciones del LHC se reanudarán en febrero, tras una parada técnica necesaria para reparar las colisiones de alta energía’, indi ca un comunicado emitido por Rolfh Heder, director general del Consejo Europeo para la Investigación Nuclear.

La máquina del Big Bang no puede detenerse y los trabajos se intensificarán en los próximos meses. Europa quiere adelantar a Estados Unidos y distanciarse en la carrera por la caza de partículas de alta energía. Concebidos los nuevos métodos para la manipulación excepcional de protones, los científicos del CERN se ven cada vez más capaces de recrear las condiciones que se daban justo después del nacimiento del universo.


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