Un Big Bang casero
Físicos de partículas preparan el encendido en el CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas) del mayor equipo científico del mundo, el acelerador de partículas LHC (Large Hadron Collider, o Gran Colisionador de Hadrones).
El pasado 28 de Febrero la parte central del CMS (Compact Muon Solenoid), el más potente del mundo imán superconductor existente, fue embutida en una pieza que tiene -puede blasonar de ello- 15 metros de altura y 1.400.000.000 Kg. de peso.El hecho sucedió tras ser bajada la enorme pieza a una subteránea caverna excavada a 100 metros de profundidad.
Allí es donde será ensamblada al resto de componentes del experimento a realizar para formar un enorme aparato de 15 metros de altura por 20 de longitud y más de 12.000.000.000 Kg. de peso.
Más de 35.000.000.000 Kg. de material han sido bajados hasta la caverna sin sufrir desperfectos y se han colocado en su correcto lugar con una precisión de una décima de milímetro.
¿Por qué?
Tras la explosión conocida como "Big Bang" toda la materia distribuida a lo alto, ancho y largo del cosmos se encontraba concentrada en un espacio muy reducido. Con celeridad inició una gran expansión y evolucionó para determinar, logro que logró, la composición del universo actual.
El estudio de aquel prodigioso proceso podría explicar varias preocupaciones presentes:
- ¿Por qué el universo está hecho de partículas?
- ¿Por qué esas partículas tienen las masas que tienen?
- ¿Por qué y cómo adquieren dichas masas?
- ¿Por qué todo lo que se ve está formado por materia y no por antimateria?
El único modo de estudiarlo es reproducir pequeños Big Bang de forma controlada, para lo se necesita una potente máquina capaz de impulsar la materia hasta esas energías: .
¿Existe una máquina así?
Sí. Un acelerador de partículas.
¿Qué es?
El acelerador de partículas LHC es, en esencia, un anillo de 27.000 metros de largo formado por 1.650 grandes imanes superconductores de varios metros de longitud cada uno.
Tras la explosión conocida como "Big Bang" toda la materia distribuida a lo alto, ancho y largo del cosmos se encontraba concentrada en un espacio muy reducido. Con celeridad inició una gran expansión y evolucionó para determinar, logro que logró, la composición del universo actual.
El estudio de aquel prodigioso proceso podría explicar varias preocupaciones presentes:- ¿Por qué el universo está hecho de partículas?
- ¿Por qué esas partículas tienen las masas que tienen?
- ¿Por qué y cómo adquieren dichas masas?
- ¿Por qué todo lo que se ve está formado por materia y no por antimateria?
El único modo de estudiarlo es reproducir pequeños Big Bang de forma controlada, para lo se necesita una potente máquina capaz de impulsar la materia hasta esas energías: .
¿Existe una máquina así?
Sí. Un acelerador de partículas.
¿Qué es?
El acelerador de partículas LHC es, en esencia, un anillo de 27.000 metros de largo formado por 1.650 grandes imanes superconductores de varios metros de longitud cada uno.
¿Cómo funciona?Los potentes campos magnéticos de estos imanes harán girar dos haces de protones en orbitas concéntricas opuestas hasta alcanzar velocidades cercanas a la de la luz (300.000.000.000 metros por segundo). En ciertos puntos ambos haces serán desviados y se les hará chocar entre ellos, generando una concentración de muy alta energía que dará lugar a la formación de nuevas partículas, muchas de las cuales se desintegrarán en cascadas de otras muchas partículas en tiempos inferiores a la milmillonésima de milisegundo.
Alrededor de estos puntos de choque se situarán los "detectores", una especie de gigantescas cámaras capaces de reproducir con enorme precisión los resultados de las colisiones.
Alrededor de estos puntos de choque se situarán los "detectores", una especie de gigantescas cámaras capaces de reproducir con enorme precisión los resultados de las colisiones.
Uno de estos detectores, ATLAS, de igual o mayor tamaño que el CMS, junto a LCHb y ALICE, artefactos ultramodernos dedicados a otras medidas específicas, leerá los datos generados en las colisiones 40.000.000 de veces cada segundo, con miles de millones de canales de medida, registrando, con una fantástica precisión de milésimas de milímetro, un flujo de información similar al de todas las redes mundiales de telecomunicaciones unidas.Entre esos miles de millones de "fotos" hay que encontrar unas pocas en las que se hayan generado partículas no observadas hasta ahora para estudiarlas y poder así entender, de forma clara y concisa, las propiedades de la materia sometida a estas energías.
La tecnología de superconductores permite que la corriente circule sin apenas resistencia eléctrica por los equipos, creándose un potente campo magnético con imanes de un tamaño comparativamente reducido.
Frío
Para mantener la superconductividad de los imanes es clave el sistema criogénico, que mantendrá todo el anillo de 27.000 metros a 271 grados centígrados bajo cero.
Al ultraenfriar las estructuras de acero de los equipos se produce una contracción de 3 milímetros por metro, lo que significa que cada sector de 3.300 metros se encoge 9,9 metros.
Pero los hábiles ingenieros del LHC han sabido insertar dispositivos especiales en el anillo para compensar el efecto manteniendo la precisión microscópica necesaria de los haces del acelerador para lograr las colisiones de partículas.
Coste
A pesar de las dificultades que una ambición de esta envergadura requiere, pruebas, calibración, ensamblaje, ajuste, certificación, corrección de problemas, cientos, acaso miles, de actividades simultáneas coordinadas, etc., el proyecto avanza hacia su consumación.
El proyecto, el más importante al que se haya enfrentado la ciencia experimental, inició su gestación hace más de 20 años y se está desarrollando gracias a la involucración de miles de científicos, la mayoría procedentes de más de 50 países de los cinco continentes.
El coste del LHC ronda los 2.000.000.000 de euros.
¿Para qué sirve?
De momento, se desconocen los detalles de dicha respuesta.
Muchas teorías predicen los resultados, pero mientras no exista una comprobación experimental de estas colisiones no se sabrá cuál de ellas es la acertada.
Y faltan aún muchos meses de duro trabajo hasta que el acelerador y los experimentos entren en funcionamiento.
Y faltan aún muchos años de toma de datos y constantes estudios para conseguir comprender mejor la materia de la que estamos hechos.
Ahora bien, sí se sabe que la utilidad de lo que hay por descubrir superará todo lo que hoy imaginarse pueda.
Al ultraenfriar las estructuras de acero de los equipos se produce una contracción de 3 milímetros por metro, lo que significa que cada sector de 3.300 metros se encoge 9,9 metros.Pero los hábiles ingenieros del LHC han sabido insertar dispositivos especiales en el anillo para compensar el efecto manteniendo la precisión microscópica necesaria de los haces del acelerador para lograr las colisiones de partículas.
Coste
A pesar de las dificultades que una ambición de esta envergadura requiere, pruebas, calibración, ensamblaje, ajuste, certificación, corrección de problemas, cientos, acaso miles, de actividades simultáneas coordinadas, etc., el proyecto avanza hacia su consumación.
El proyecto, el más importante al que se haya enfrentado la ciencia experimental, inició su gestación hace más de 20 años y se está desarrollando gracias a la involucración de miles de científicos, la mayoría procedentes de más de 50 países de los cinco continentes.El coste del LHC ronda los 2.000.000.000 de euros.
¿Para qué sirve?
De momento, se desconocen los detalles de dicha respuesta.
Muchas teorías predicen los resultados, pero mientras no exista una comprobación experimental de estas colisiones no se sabrá cuál de ellas es la acertada.
Y faltan aún muchos meses de duro trabajo hasta que el acelerador y los experimentos entren en funcionamiento.
Y faltan aún muchos años de toma de datos y constantes estudios para conseguir comprender mejor la materia de la que estamos hechos.
Ahora bien, sí se sabe que la utilidad de lo que hay por descubrir superará todo lo que hoy imaginarse pueda.
Labels: Ciencia
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