En Ginebra realizarán experimento para averiguar cómo se generó la materia
Recrearán a escala atómica la explosión que dio origen al universo
Hasta 300 billones de núcleos de hidrógeno circularán por el acelerador de 27 km de largo
Ginebra, 15 de noviembre. La explosión primitiva en el laboratorio sólo tiene un poco más de energía que el choque de dos mosquitos. Pero encerrado en un tamaño que es una millonésima del de un mosquito, se despliega un calor infernal que debe acercar a los investigadores como nunca al nacimiento del cosmos.
Para ello se desarrolló en Ginebra el experimento más grande que el hombre construyó jamás. En el acelerador de partículas subterráneo de 27 kilómetros de largo, llamado Large Hadron Collider (LHC, Gran Colisionador de Hadrón), chocarán núcleos de átomos de hidrógeno con una violencia nunca antes alcanzada.
Se requieren aparatos del tamaño de edificios para captar los fragmentos de la colisión. Cuando la máquina del Laboratorio Europeo de Física de las Partículas (CERN) sea encendida, en el otoño de 2007, los científicos esperan obtener no sólo gran cantidad de respuestas a preguntas básicas de la física, sino también lograr una comprensión más profunda del universo.
Hasta la actualidad sigue siendo un enigma por qué después de la explosión primitiva quedó en realidad materia a partir de la cual, con el transcurso de los eones, se pudieron formar las estrellas, los planetas, los árboles y, finalmente, también el hombre.
Confusión cósmica
En el nacimiento del cosmos se deberían haber formado materia y antimateria en cantidades iguales, de tal manera que a continuación se deberían haber destruido mutuamente por completo. "La pregunta es finalmente: ¿por qué existimos? Eso es totalmente misterioso", dijo el físico alemán Siegfried Bethke, que participa en el detector ATLAS para el LHC. "En realidad no tendríamos que existir. Eso es motivo suficiente para investigar."
El despliegue para ello es inmenso: en funcionamiento, el LHC de 120 megavatios tiene el mismo consumo de energía que la ciudad de Ginebra, que tiene 160 mil habitantes.
Un campo magnético, 100 mil veces más intenso que el terrestre, obliga a seguir una trayectoria a los protones, que van casi a la velocidad de la luz. Toda la instalación cilíndrica, que se encuentra hasta 150 metros debajo de la superficie terrestre, debe ser enfriada hasta unos 271 grados Celsius bajo cero. "Eso es algo más frío que en el espacio exterior", dijo el secretario general del CERN, Maximilian Metzger. Sólo en condiciones de muy bajas temperaturas, los mil 800 imanes especiales pueden generar la intensidad del campo magnético necesario.
Como sustancia enfriante se utilizan unas 100 toneladas del gas noble helio, cuyo costo es de 40 euros (51.2 dólares) por kilogramo. Solamente el enfriamiento demorará entre dos y tres semanas.
Hasta 300 billones de núcleos de hidrógeno (protones) circularán en el LHC. El rayo de protones debe ser controlado con exactitud, porque a pesar de que los veloces núcleos atómicos en el LHC no pesan juntos ni una milmillonésima de gramo, tienen aproximadamente tanta energía como un tren de carga de 800 toneladas a 100 kilómetros por hora.
"Cuando se pierde el rayo, se destruye la máquina", explicó Verena Kain, del Centro Control del CERN, que manejará el acelerador de partículas. En total varios miles de científicos participan en el experimento.
Toda la instalación cuesta 4 mil millones de euros (5 mil 120 millones de dólares). Sólo el anillo acelerado costó 3 mil millones.
La máquina de la explosión primitiva producirá cada segundo 600 millones de colisiones de partículas. Cuatro detectores gigantes subterráneos, ALICE, ATLAS, CMS y LHCb, registrarán las huellas de los fragmentos de la colisión, en los que los físicos buscarán nuevos fenómenos de materia, energía, espacio y tiempo.
ATLAS, de 46 metros de largo y 25 de altura como un edificio de cinco pisos es el detector de partículas más grande del mundo.
Sin embargo, las mediciones de las colisiones de las partículas no pueden ser almacenadas en su totalidad. El caudal de datos será filtrado en el propio detector. "Buscamos sólo un buen registro en 10 billones de instantáneas", explicó Bernd Panzer, del centro de cálculos del CERN. Aproximadamente se almacenará un CD-ROM por segundo, lo que representa unos 15 petabytes en el año, cantidad comparable a toda la información de la World Wide Web.
El CERN solo no puedo procesar todos estos datos. Por este motivo, los investigadores crearon el GRID, infraestructura que reúne computadoras de todo el mundo para conseguir la capacidad informática necesaria.
Para aprovechar además la capacidad ociosa de los ordenadores privados, los físicos lanzaron el proyecto LHC @homer. Una computadora participante recibe, mediante Internet, un conjunto de datos, realiza los cálculos cuando no está trabajando y a continuación envía de regreso el resultado. De esta manera, cada computadora que tiene acceso a Internet puede participar un poco en el viaje de descubrimiento de la explosión primitiva.