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Qué es, y cómo funciona el LHC

Hoy es un día esperado por muchos de nosotros. Después de varios meses de prueba, el Gran Colisionador de Hadrones (en inglés, Large Hadron Collider o LHC) acelere sus primeros haces de partículas con una energía de 0,45 teraelectronvoltios (TeV)*.

Este proyecto es uno de los más ambiciosos y desarrollados de la historia de la ciencia, y un buen número de físicos en la actualidad, confía en que los resultados que nos ofrezca nos vayan acercando cada vez más al conocimiento de nuestra realidad (como diría Hawking, de la mente de dios). Pero, algunos os preguntaréis, ¿cómo funciona el cacharro éste?, y sobre todo, ¿qué esperamos de él?

Pues bien, los aceleradores de partículas son instrumentos cuya función es, valga la redundancia, acelerar haces de partículas cargadas eléctricamente hasta velocidades cercanas a la de la luz, por medio de campos electromagnéticos. Como colisionador, su función es hacer chocar varios haces, de manera que al colisionar las partículas que los componen, éstas se rompan y podamos observar (por un instante) sus componentes más básicos. La enorme velocidad que alcanzan, hace que gracias a la Teoría de la Relatividad, ese instante dure un poco más a nuestros ojos. Aunque no por ello deja de ser un instante. Y como decimos en el título de la entrada, no calienta, porque la temperatura a la que se producen estos choques es de tan solo dos grados por encima del 0 absoluto, unos -271º C, que se dice pronto.

A través de estas colisiones se pretende conocer por ejemplo qué es la materia oscura, que compone la inmensa mayoría de nuestro universo, cuántas son las partículas que componen los átomos de la naturaleza, así cómo encontrar algunas concretas, cuya existencia se necesita en novedosas teorías, que darían un paso adelante en su validez; por ejemplo, el gravitón (como partícula mensajera de la fuerza gravitatoria), que acercaría un paso a la Teoría de las Supercuerdas como candidata a la teoría unificada del todo, demostrando la supersimetría.  También se investigará acerca de la existencia de las numerosas dimensiones que propone esta teoría, que trata de unificar la Mecánica Cuántica con la Teoría General de la Relatividad, las dos grandes vertebras de nuestro conocimiento científico, que entran en conflicto cuando hemos de aplicarlas a la vez en situaciones extremas (un conflicto interesante que comentaremos próximamente con más detenimiento). Podría también confirmarse la existencia de los monopolos magnéticos (de los que se cree que abundan en nuestro universo), y sobre todo, de una partícula elemental denominada bosón de Higgs, que llevaría a resolver una serie de necesidades del Modelo estándar a través del que tratamos hoy de explicar las interacciones entre las partículas elementales de la materia.

Un proyecto que nos tendrá en vela durante mucho tiempo, y en el que sin duda depositamos mucha confianza para la labor de encontrar una explicación acerca del funcionamiento de nuestro universo de manera global, de lo más pequeño, a lo más grande.

 *(el CERN fijó como objetivo para finales de este año alcanzar aceleraciones con un valor energético de 5 TeV, y de 7 TeV cuando funcione a pleno rendimiento). 

Autor: Álvaro Serrano
Blog: Entalpía negativa