Miércoles, 14 Nov,2018

General / ABR 11 2010 / Hace 8 Años

El acelerador de hadrones y el futuro de la física

Posiblemente se descubrirá nuevos constituyentes de la materia y/o nuevas interacciones, tal vez podamos hablar de la unificación de las fuerzas, el origen de la masa, la estructura mecano-cuántica del vacío.
El acelerador de hadrones y el futuro de la física

El nulo aporte de Colombia al avance tecnológico tiene que ver con la nula o poca inversión en investigación básica.

Mover las fronteras de la ciencia es un objetivo permanente trazado por los investigadores de todo el mundo. En el caso particular de la física las fronteras cambian, en muchos casos, cuando se responden interrogantes cruciales tales como ¿qué es la masa? ¿Por qué las antipartículas, a diferencia de las partículas, tienen vida media tan corta? ¿Cómo se formó el cosmos? ¿Qué es el espacio-tiempo? ¿Qué es la materia y la energía oscura? ¿Cómo se inició la vida? etc. Y para resolver las múltiples preguntas el investigador hace experimentos, que pueden ser inicialmente experimentos pensados para formular hipótesis pero que luego debe verificarlas en el laboratorio.

Actualmente la Comunidad Europea cuenta con el laboratorio de investigación fundamental más importante del Mundo, el Cern (Centro Europeo de Investigación Nuclear), también conocido como “Laboratorio de Física de Partículas Elementales” o “Física de Altas Energías”. Esta máquina ya lleva 56 años de existencia y tiene su sede en Ginebra (Suiza). Su objetivo ha sido reproducir los primero segundos del inicio del Big Bang con el propósito de estudiar los constituyentes íntimos de la materia y las interacciones fundamentales.

El Cern, además de un laboratorio, es una organización internacional formada por los Estados miembros de la Comunidad Europea que contribuyen económicamente para su sostenimiento. También hay estados no miembros del Cern que participan en la investigación y dan el apoyo económico: Estados Unidos, Japón, Israel, Rusia, India, Canadá.
Es un laboratorio ejemplo de colaboración de cerca de 10 mil investigadores de los países miembros y no miembros. Ha establecido el modelo para la creación de nuevas organizaciones multinacionales dedicadas a la investigación. Constituye también el primer referente internacional en los campos de la investigación básica, la innovación tecnológica, la educación, la formación académica y la cooperación internacional.

El comienzo, la gran incógnita

El Cern, en su corta historia, cuenta con 2 aceleradores. El primero funcionó hasta el 2000 y fue un colisionador de electrones y positrones acelerados en el famoso LEP (Large Electrón Positron Machina) construido en un túnel a 100 metros bajo tierra y 8,5 kilómetros de largo. El túnel se amplió a 27 kilómetros y se construyó el LHC (Gran Colisionador de Hadrones) que permitirá estudiar colisiones protón-protón a energías de 14 teraelectronvoltios, similares a las que había el inicio del Big Bang.

Después de superar varios retrasos la máquina empezó a funcionar el 10 de septiembre de 2008, pero a los pocos días una fuga de helio líquido afectó una de sus bobinas superconductoras y hubo que parar su inauguración. Superada la avería y después de varios ensayos volvió a funcionar el pasado 30 de marzo, generando alegría en el grupo de científicos que investigan en el Cern e inundando los medios de comunicación con esta noticia.

La aportación de este gran laboratorio al conocimiento de la estructura fundamental de la materia, es decir, como ya se dijo, al estudio de las partículas elementales e interacciones, ha sido esencial. Por la investigación realizada en el siglo pasado se tiene una mejor comprensión de las interacciones electromagnética y débil. La importancia de estos resultados se expresan en los Premios Nobel de Física: Simon van der Meer por desarrollar el método de enfriamiento estocástico del haz del Cern y Carlo Rubbia por descubrir las partículas W y Z (1984), Georges Charpak (1992) por desarrollar detectores que rastrean las trayectorias de partículas subatómicas.

Muchos más beneficios

Pero de allí no sólo salen Premios Nobel. La sociedad se ha visto beneficiada por la innovación tecnológica del Cern y el ejemplo más emblemático es la World Wide Web. La famosa página que nos ha permitido el uso de Internet. También la medicina, la instrumentación, la robótica y los nuevos materiales, son áreas del conocimiento que, sin ser uno de los objetivos del Cern, se han beneficiado.

Estos aportes indirectos a la humanidad le dan un peso específico a la investigación básica e indican, una vez más, que es del seno de esta investigación de donde surgen los grandes desarrollos tecnológicos. No sobra decir que el nulo aporte de Colombia al avance tecnológico tiene que ver con la nula o poca inversión en investigación básica.

Es pertinente recordar una anécdota famosa atribuida a Faraday, cuando el ministro de Hacienda de la época, W. Gladstone, le interrogó en 1850 por el valor práctico de la electricidad. Faraday respondió: “Algún día usted podrá cobrar impuestos por ella”. Se espera que los resultados de las investigaciones con el LHC sean fascinantes. Se pretende contestar a preguntas fundamentales de la Física de Partículas, la Cosmología y la Astrofísica de Altas Energías.

Posiblemente se descubrirá nuevos constituyentes de la materia y/o nuevas interacciones, tal vez podamos hablar de la unificación de las fuerzas, el origen de la masa, la estructura mecano-cuántica del vacío, la existencia de partículas super-simétricas y su posible conexión con la naturaleza de la materia oscura, el significado de la energía oscura, la existencia de nuevas dimensiones espacio-temporales, la asimetría partícula-antipartícula, la existencia del gravitón el mediador en la interacción gravitacional, el estado de la materia nuclear instantes después del Big Bang, son repuestas claves que nos permitirán profundizar en la comprensión de las leyes que gobiernan la evolución del cosmos desde el instante de su creación.

Buscando la evidencia
Pero el Santo Grial de los investigadores del Cern está en encontrar evidencia de la existencia del bosón de Higgs. La existencia de esta partícula se cree indispensable para explicar por qué las partículas elementales tienen masa y por qué las masas son tan diferentes entre ellas.

John Ellis, uno de los científicos del Cern que trabaja en la búsqueda de esta partícula o campo explica sencillamente su existencia así: “Suponiendo que las diferentes partículas fundamentales son como un grupo de gente corriendo a través de barro, algunas partículas como los quarks tendrían grandes botas cubriéndose generosamente de barro; otras, como los electrones, pequeños zapatos que apenas se mancharían. Los fotones no necesitarían zapatos, ya que se deslizarían sobre el barro sin ensuciarse. Y el bosón Higgs sería el barro”.

El funcionamiento del LHC exige muchos trillones de colisiones, varias horas de toma de datos y varios meses de su análisis. Para hacer más eficiente este tratamiento de datos, investigadores del Cern están poniendo en marcha un internet paralelo que permitirá transmitir datos a velocidades 10 mil veces superior a la que estamos acostumbrados a usar.

Esta nueva red usa la transmisión de datos holográficos. Este concepto se inició con el proyecto “Grid”. El científico Tony Doyle, director técnico del proyecto, dijo: “Necesitamos tanto poder de procesamiento, que inclusive sería un problema obtener el suficiente suministro de electricidad para alimentar las computadoras si todas ellas estuvieran en el Cern. La única respuesta fue una nueva red lo suficientemente poderosa para enviar los datos instantáneamente a los centros de investigación en otros países”.

Internet, más rápido
Por otra parte, Ian Bird, líder del proyecto, afirma que la tecnología “Grid” podría hacer la red de internet tan rápida que la gente podría dejar de almacenar localmente su información en computadoras de escritorio para confiarla en su totalidad al internet, de donde la podrían acceder desde cualquier lugar”.

De la Web el Cern pasa al “Grid” y ya veremos lo que este nuevo avance tecnológico le reportará a la humanidad. Por ahora ya ha sido utilizada para ayudar a diseñar nuevas drogas contra la malaria, la enfermedad transmitida por los mosquitos que mata un millón de personas cada año.

Finalmente hay que decir que el LHC puede hacer lo que ha hecho ya la naturaleza muchas veces a lo largo de la vida media de la tierra y de otros cuerpos celestes. El universo entero produce más de 10 millones de millones de experimentos como el LHC por segundo. La posibilidad de consecuencias peligrosas contradice lo que los astrónomos observan y su costo, unos 5 mil millones de euros, financiado por todos los países de la Comunidad Europea y varios países no europeos, es una mínima parte de lo que nos ha costado el conflicto en Colombia.

56 años de historia del Cern son casi lo mismo del tiempo que llevamos del conflicto armado en nuestro país y los costos de Cern en todos esos años de seguro que son muy inferiores al gasto de nuestro conflicto. El Cern le trae beneficios a la humanidad, además de contribuir a comprender los secretos de la naturaleza, nuestro conflicto nos sigue llevando a un callejón sin salida y generando más miseria en la población. ¿Cuándo vamos a cambiar?

Diego Arias Serna (*)
(*) Doctor en física, universidad Complutense de Madrid
Profesor-investigador, universidad del Quindío
Presidente Fundación Semillero Científico
[email protected]







COMENTA ESTE ARTÍCULO

En cronicadelquindio.com está permitido opinar, criticar, discutir, controvertir, disentir, etc. Lo que no está permitido es insultar o escribir palabras ofensivas o soeces, si lo hace, su comentario será rechazado por el sistema o será eliminado por el administrador.

logo-copy-cronica
© todos los derechos reservados
Powered by: rhiss.net