16 febrero 2009

LHC,Large Hadron Collider ¿Qué pasó al principio de todo?

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC), un acelerador de partículas de 27 kilómetros de longitud ubicado en la frontera entre Suiza y Francia, si todo funciona correctamente se podrá encontar,si existe la conocida como partícula de dios, su precio aproximado es de 2000 millones de euros..


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El LHC se diseñó para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones de 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.


Los protones son acelerados a velocidades del 99% de la velocidad de la luz (c) y chocan entre sí en direcciones diametralmente opuestas produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang.


El LHC se convertirá en el acelerador de partículas más grande y energético del mundo.1 Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.


Hoy en día el colisionador se encuentra enfriándose hasta que alcance su temperatura de funcionamiento, que es de 1,9 K (2 grados por encima del cero absoluto o −271,25 °C). Los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008,2 el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre de 20083 mientras que las primeras colisiones a alta energía en principio estaban previstas para el 21 de octubre de 2008.4 Sin embargo, debido a una avería se produjo una fuga de helio líquido y el experimento se ha parado temporalmente. Está previsto que para la primavera de 2009 se reactiven las actividades.


Teóricamente se espera que, una vez en funcionamiento, se detecte la partícula conocida como el bosón de Higgs (a veces llamada "la partícula de Dios"5 ). La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo estándar de la física, pudiéndose explicar cómo adquieren las otras partículas elementales propiedades como su masa.6

Diseño del CMS collaboration.

Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una Teoría de la gran unificación, teoría que pretende unificar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad. Además este bosón podría explicar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas. Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas que fueron predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda,7 como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.



El LHC proporcionaria respuestas a las siguientes cuestiones:

Qué es la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente)
El origen de la masa de las partículas (en particular, si existe el bosón de Higgs)
El origen de la masa de los bariones
Cuántas son las partículas totales del átomo
Por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs)
El 95% de la masa del universo no está hecho de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura
La existencia o no de las partículas supersimétricas
Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir
Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria


Se espera que el LHC produzca entre 10 a 15 Petabytes de datos por año.


Desde que se proyectó el Gran Colisionador Relativista de Iones (RHIC), el estadounidense Walter Wagner y el español Luis Sancho10 denunciaron ante un tribunal de Hawaii al CERN y al Gobierno de Estados Unidos, afirmando que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción no sólo de la Tierra sino incluso del Universo entero. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo matemático que la apoye.

Los procesos catastróficos que denuncian son:
La creación de un agujero negro inestable,
La creación de materia extraña supermasiva, tan estable como la materia ordinaria,
La creación de monopolos magnéticos (previstos en la teoría de la relatividad) que pudieran catalizar el decaimiento del protón,
La activación de la transición a un estado de vacío cuántico.


Estaba previsto que el LHC fuera oficialmente puesto en marcha en Diciembre de 2008, pero una fuga de helio provocó que lo desconectaran. No será puesto en marcha hasta Verano de 2009..


Stephen Hawking apostó 100 dólares a que la partícula bosón de Higgs no existe, y mencionó que sería más interesante el no encontrar la llamada "partícula de Dios".


Si el bosón de Higgs existe, nos dice Polkinghorne, podría haber surgido en una época tempranísima del universo, en un lapso tan corto que resulta inconcebible para la mente humana. "Probablemente hablamos de 10 elevado a menos 43 segundos después del Big Bang, de una manera tan increíblemente rápida que no se puede comprender". La cifra hay que escribirla entera en una línea entera, y el universo tendría por entonces 0,000.000.000.000.000. 000.000.000.000.000.000.000.000.001 segundos de edad.


Es la llamada era de Planck, el tiempo más breve concebible por la ciencia. "Y ya tienes que tener toda una clase de leyes de la naturaleza por debajo, para que exista la posibilidad de que la partícula aparezca en ese tiempo", recalca Polkinghorne.


Lawrence Krauss, físico y cosmólogo de la Universidad Estatal de Arizona, discrepa sobre la cronología. El bosón de Higgs lleva un "campo asociado", que pudo surgir más tarde. Las distintas partículas, de acuerdo con la teoría, nacieron sin masa, y la adquirieron al pasar a través de este "campo de Higgs". "Es como si tratases de empujar un coche por una carretera y de repente topas con el fango; se hace más difícil empujarlo. El campo de Higgs es como una especie de campo cósmico de barro. Creemos que este campo surgió por accidente cuando el universo tenía una millonésima de millonésima de segundo". En números, 10 elevado a menos doce segundos. El campo de Higgs aparece un poco más tarde, pero aun así extraordinariamente pronto. "No podemos recrear el universo cuando tenía 10 elevado a menos 43 segundos, pero sí cuando tenía una millonésima de millonésima de segundo". Es comprensible la excitación que rodea al LHC, que presumiblemente entrará en funcionamiento este verano.


Esas leyes naturales definen un universo que exhibe una sintonía extraordinaria. Las constantes de la naturaleza son muy precisas y exactas. La luz tiene una velocidad máxima (300.000 kilómetros por segundo). El electrón, una masa y una carga establecida. Las leyes operan bajo esas constantes, y lo hacen por igual en el comedor o en su cocina que en la región más ecuatorial de la galaxia de Andrómeda. La gravedad es una atracción entre los cuerpos inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa, y no al cubo de la distancia, por ejemplo. ¿Es el universo en que vivimos producto del mero accidente?


Esta cuestión torturó al físico más grande de la historia, Albert Einstein, que llegó a afirmar que Dios "no juega a los dados con el universo". Einstein no creía en un Dios cristiano tradicional, ni tampoco aceptó que nuestro universo era el simple resultado de un accidente. Sin embargo, comentó que el aspecto "más incomprensible del universo es que es comprensible". Para Lawrence Krauss fue casi una declaración de fervor religioso. Lo cierto es que aquellos que le presentaron como un ateo convencido se equivocaron. "Lo que me diferencia de los llamados ateos es un sentimiento de absoluta humildad ante los inalcanzables secretos de la armonía del cosmos", dijo el gran sabio, según recoge la última biografía del escritor norteamericano Walter Isaacson. Los ateos fanáticos, explicó Einstein en una de sus cartas, "son como esclavos que todavía sienten el peso de sus cadenas cuando se han despojado de ellas tras una dura lucha. Son criaturas que, en su resentimiento contra la religión tradicional como opio de las masas, son incapaces de oír la música de las esferas"


La historia real de cómo surgió el universo es una fuente de inspiración espiritual, "más fascinante de lo que nos imaginamos jamás".


















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