La ‘partícula de Dios’ ya se ha descubierto: qué hace y planea hacer el CERN

Rumores y mitos giran en torno a la actividad de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). ¿Qué tecnologías aparecieron gracias a esta organización? ¿Qué consecuencias tuvo el descubrimiento de la ‘partícula de Dios’? ¿No dejará de existir nuestro planeta debido a la colisión de partículas en el Gran Colisionador de Hadrones?

Hacia una nueva física con la velocidad próxima a la de la luz

Tras la aparición de la teoría de la relatividad, en la física empezó la época de diversidad de modelos fundamentales que no se han logrado unir en un sistema hasta hoy. La física de altas energías da actualmente los datos más precisos sobre la materia. Esta rama estudia los procesos de nacimiento de las partículas fundamentales en colisiones de protones y núcleos acelerados hasta las velocidades próximas a las de la luz. Esto permite comprobar pronósticos teóricos y descubrir nuevos estados de agregación de partículas.

Un modelo estándar formado hacia la década de 1960 es un conjunto de teorías de la física de partículas que explica la mayoría de fenómenos fundamentales, pero no todos. Por ejemplo, no explica la gravitación. Para precisar este modelo se creó el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés).

El LHC es un túnel en forma de anillo de 27 kilómetros de circunferencia ubicado a 100 metros bajo tierra dentro del cual más de 1.200 imanes superconductores aceleran partículas que colisionan entre sí moviéndose a una velocidad de 0,99999999 veces la de la luz. Además del LHC, en el CERN funcionan seis aceleradores más y varios detectores que registran el resultado de la colisión de partículas.

La información producida por los detectores asciende a decenas de petabytes (es decir, decenas de millones de gigabytes) al mes y para analizarla es necesario más de un año de trabajo científico. Los datos producidos por los laboratorios del centro se procesan por una red de varios niveles cuyos centros se encuentran en las universidades e instituciones científicas de 40 países.

El descubrimiento en 2012 del bosón de Higgs puso fin al enorme trabajo para confirmar el Modelo Estándar. Hoy en el CERN se llevan a cabo simultáneamente varios ensayos tanto para comprobar lo preciso de la hipótesis del Modelo Estándar como para buscar manifestaciones de una nueva física.

La investigación del bosón de Higgs hace posible estudiar fenómenos más allá del Modelo Estándar, como son la materia y la energía oscuras y la asimetría entre la materia y la antimateria. Todos ellos suscitan el mayor interés de los científicos.

El crisol de las nuevas tecnologías

“Es imposible saber con certeza qué derroteros de la búsqueda científica nos llevarán a descubrir nuevas tecnologías. Por eso solo al investigar los problemas fundamentales podemos garantizar el desarrollo de la ciencia aplicada”, explica el profesor titular de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia y miembro del grupo ATLAS, Anatoli Romaniuk.

Debido a la necesidad de procesar un gran volumen de datos, el CERN se convirtió en un centro de desarrollo de tecnologías digitales. Además del internet creado por el CERN en 1989 para facilitar el proceso de investigación, el centro también ejerció una gran influencia en la tecnología de cálculos distribuidos.

Las investigaciones en el ámbito de la reducción del tamaño de los aceleradores son el orgullo de los científicos. Los aceleradores pequeños se usan intensamente para escanear la estructura interna de objetos, por ejemplo, en la medicina y en el peritaje de obras de arte.

Las tecnologías de visualización tienen también su sitio en el CERN. En el marco del proyecto Medipix se desarrolla ya la cuarta generación de chips que permite obtener imágenes del cuerpo humano en 3D y llevar a cabo varias supervisiones, inclusive en el espacio exterior.

Además, las únicas condiciones de ensayo permiten estudiar la influencia de la radiación espacial en la formación del clima y desarrollar métodos de protección de equipos electrónicos de esta radiación para el sector aeroespacial.

El CERN es capaz de llevar a cabo un peritaje único en el sector industrial y en la gestión de procesos, lo que le convierte en un centro vanguardista de la industria 4.0 que influye en el sector de la alta tecnología en todo el mundo.

En el umbral del futuro

En el CERN radican algunas de las colaboraciones y proyectos científicos más grandes: ATLAS y CMS. Ambas están orientadas a buscar nuevas partículas elementales de la materia oscura y otros fenómenos nuevos. LHCb estudia la antimateria y ALICE se especializa en la investigación del estado de la materia en los primeros microsegundos posteriores al Big Bang.

En torno a la actividad del LHC surgen con frecuencia rumores y teorías amenazantes. Por suerte, todas estas teorías fueron refutadas: los minúsculos agujeros negros que, de hecho, pueden aparecer en el colisionador por fracciones de segundo no son capaces de destruir la Tierra. Pero sí siempre existe la posibilidad de realizar un descubrimiento que lo cambie todo para bien.

Con el objetivo de incrementar la eficacia de las observaciones en el LHC, actualmente sus instalaciones se están modernizando, lo que le convertirá en un colisionador de alta luminosidad (HL-LHC). Se cree que con ello los científicos podrán obtener datos hasta 2035.

La comunidad científica planea que al LHC lo sustituya el Futuro Colisionador Circular (FCC) de 100 kilómetros de circunferencia o un acelerador de otro tipo, como el Colisionador Lineal. La tarea de estos proyectos es estudiar en detalle el bosón de Higgs.

‘“Creo que el mayor logro del CERN es la comunidad que se logró crear. Aquí se unen los mejores científicos de todo el mundo especializados en varias áreas de la física y las tecnologías. No se puede encontrar en ningún otro lugar un nivel de comunicación profesional y de intercambio de experiencia semejante”, señala Romaniuk.

Hoy en el CERN trabajan de forma permanente unos 2.600 científicos e ingenieros. En los ensayos del centro participan más de 12.000 físicos de 85 países. Desde que existe, en el centro han pasado de participar 11 países a hacerlo 23.

El artículo se preparó a partir de la conferencia ‘Gran Colisionador de Hadrones: la historia y el futuro de investigaciones del CERN’ celebrada en la agencia de noticias rusa Sputnik con el apoyo de los científicos de la MEPhI.

Fuente: Sputnik.