Tras veinte años de trabajo y 8.000 millones de dólares
Activado con éxito el gran acelerador de partículas europeo
Tal y como estaba previsto y sin contratiempos más o menos apocalípticos, el gigantesco acelerador de partículas europeo, conocido técnicamente como Gran Colisionador de Hadrones (LHC), fue activado este miércoles en Ginebra (Suiza) con el disparo de un haz de partículas que logró de forma efectiva completar en un sentido los 27 kilómetros de circunferencia de túnel que permitirá recrear las condiciones que dieron lugar al 'big bang'. Este hito culmina veinte años de trabajo y una inversión de 8.000 millones de dólares que, según los responsables del proyecto, abren una nueva etapa para la ciencia que permitirá descifrar los secretos del Universo.
Eran las 09.28 hora española cuando se puso en marcha el más poderoso acelerador de partículas del mundo, mediante el diapro de un primer haz de partículas que logró completar sin incidencias un vertiginoso viaje alrededor de los 27 kilómetros en circunferencia de que consta el LHC. "Hay está", dijo el principal responsable del proyecto, Lyn Evans, cuando el haz completó su vuelta, tras lo que añadió "Hemos tenido un muy buen comienzo. Podemos ahora mirar adelante, hacia una nueva era para el entendimiento del origen y la evolución del Universo", según un comunicado difundido por el CERN y recogido por otr/press. El hito fue saludado con aplausos y jubilo entre los científicos del CERN y otros muchos grupsod e físicos en todo el mundo que esperan encontrar en este nuevo laboratorio el escenario para conseguir un nuevo horizonte para la investigación.
"Cuando Colón viajó al oeste, el pensó que iba a encontrar algo. No encontró lo que pensaba que iba a encontrar, pero sí dió con algo interesante", señaló en declaraciones a la CNN recogidas por otr/press Joseph Lykken, físico del Acelerador de Partículas Fermi, en Estados Unidos.
En los próximos meses, el acelerador será afinado de forma que puedan lanzarse en sentidos opuestos y a velocidades nunca alcanzadas hasta ahora haces de partículas que chocaran entre sí, permitiendo corroborar o desmentir teorías de la física de partículas que hasta ahora sólo están enunciados en los libros.
El nuevo LHC funcionará a pleno rendimiento el próximo año y generará potencialmente datos suficientes comp para propiciar los primeros descubrimientos. En especial se aguaran la confirmación de teorías en las que los físicos han estado trabajando durante década, incluyendo la posibilidad de que existan nuevas dimensiones para la materia. También esperan encontrar una partícula teorizada denominada el 'boson de Higgs' --también conocida como 'partícula de Dios'-- y que ayudaría a explicar por qué la materia tiene masa.
EL ACELERADOR MÁS POTENTE DEL MUNDO
El Gran Colisionador de Hadrones, considerado por los investigadores como el acelerador más potente del mundo (la energía almacenada podría fundir hasta 50 toneladas de cobre), está instalado en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia, a una profundidad que oscila entre los 50 y los 150 metros entre la cordillera del Jura, en Francia, y el Lago Ginebra, en Suiza.
El aparato provocará colisiones frontales entre dos haces de partículas del mismo tipo, o bien protones, o bien iones de plomo. Los haces se crearán en una cadena de aceleradores que ya existen en el CERN, y después se inyectarán en el 'LHC', donde se moverán en un vacío comparable al del espacio sideral. En ese momento, los imanes superconductores, que funcionan a temperaturas bajísimas, guiarán los haces alrededor del anillo.
Cuando los haces se crucen se producirán alrededor de 20 colisiones, aunque como los haces se cruzan unas 30 millones de veces por segundo, el 'LHC' generará hasta 600 millones de colisiones por segundo. Las colisiones se registrarán en cuatro inmensos detectores, con los que los físicos quieren investigar nuevos fenómenos relacionados con la materia, la energía, el espacio y el tiempo.
BIBLIOGRAFIA
En el siglo 20, una cantidad enorme de nuevas partículas fueron descubiertas y la idea sobre cuáles serían las partículas elementales, las constituyentes básicas de la materia, que no son formadas por ninguna otra partícula, cambió.
Podemos decir que la década del 50 marca el aparecimiento de la física de partículas como una nueva rama de la física. Y junto con el, un modelo para explicar esa nueva gama de partículas y sus interacciones, conocido como Modelo Estándar.
Podemos decir que la década del 50 marca el aparecimiento de la física de partículas como una nueva rama de la física. Y junto con el, un modelo para explicar esa nueva gama de partículas y sus interacciones, conocido como Modelo Estándar.
Para estudiar esas pequeñas partículas y sus interacciones, o sea, para estudiar la materia en su interior, los investigadores precisaron crear artificialmente, condiciones en que las partículas se manifestasen con altísimas energías.
Para cumplir esa finalidad se desarrollaron aceleradores potentes, capaces de detectar anti-partículas, como los antiprotones (en 1955) y los antineutrones (1956).
Apenas para los efectos de comparación, un enchufe común puede resultar en un choque de una centena (102) de electrón-volt (eV), en tanto la altísima energía de las partículas deberían ser del orden de 1×109 (el número uno seguido de 9 ceros) a 1×1012 (el número 1 seguido de doce ceros). Por tanto fueron desarrollados los aceleradores de partículas.
Observación: Un electrón-volt (eV) representa la energía que un electrón adquiere al ser acelerado por una ddp (diferencia de potencial) de 1 V. Es una unidad de energía comúnmente utilizada en física nuclear. 1 eV corresponde a 1,6 x 10 -19 J.
El átomo de hidrógeno, posee un protón (carga positiva) en el núcleo y un electrón (carga negativa) orbitando alrededor de ese núcleo, conforme el modelo atómico de Böhr.
Funcionamiento
Para obtener la fuente de iones los investigadores pueden utilizar:
Electrones: por medio del calentamiento de un metal o por una descarga eléctrica, permitiendo que la energía de enlace (entre protón y electrón) sea vencida y resultando en la separación de los electrones. Es lo que ocurre en la televisión, donde los electrones son liberados por el calentamiento de un filamento y también en el llamado tubo de rayos catódicos. Así, se logran muchos electrones separados que pueden ser direccionados por la acción de campos eléctricos y magnéticos, resultando en haces de partículas.
Protones: Obtenidos por la ionización de hidrógeno, a través del mismo proceso citado anteriormente. Al final, si el electrón es separado del hidrógeno, nos quedamos con el protón también separado.
Antipartículas: Obtenidas cuando partículas con altísimas energías colisionan con un blanco. En la colisión son creados pares de partículas y antipartículas por medio del intercambio de fotones o gluones. Esos pares son separados con la utilización de campos magnéticos.
Aceleración y Colisión
El haz de partículas producido es utilizado en el acelerador, donde campos eléctricos atraen o repelen esas partículas cargadas, produciendo una aceleración.
El sentido y la dirección de estas partículas son controlados por medio de campos magnéticos asociados a imanes gigantes colocados a lo largo del acelerador. Esos campos magnéticos tienen que ser más intensos a medida que la velocidad de la partícula aumenta, pues con la aceleración, esas partículas aumentan también su energía cinética, volviéndose más difícil cambiar su trayectoria. Con una energía bastante mayor, el haz de partículas colisiona con un blanco, donde detectores van a recoger informaciones de acuerdo con el interés de los investigadores.
Esas colisiones pueden ocurrir de la siguiente forma:
Blanco fijo: El haz de partículas, luego de obtener una gran cantidad de energía en el acelerador, colisiona con un blanco inmóvil.
Blanco Móvil: Son utilizados dos haces de partículas en sentidos contrarios que se cruzarán. Consecuentemente, algunas partículas colisionarán.
Súper-Acelerador
El año de 2008 representa un gran avance en el área de la física de partículas, pues marca el inicio de las investigaciones con un súper-acelerador de partículas que representa el mayor emprendimiento científico y tecnológico de actualidad.
Denominado LHC (Large Hadron Collider – Gran Colusor de Hadrones), con 27 Km de circunferencia, construido a 100 metros de profundidad y alcanzando los países de Francia y Suiza.
Este acelerador hará las partículas nucleares (protones, que son hadrones formados por dos quarks up y un down – uud) chocar entre sí con altísimas energías.
Durante las colisiones son esperadas energías en torno de TeV (trillones de electrón volts eV).
Comparando con la energía obtenida con el ciclotrón de Ernest Lawrence se puede ver el avance obtenido.
El LHC está amparado en el CERN (Conseil Européen pour La Recherche Nucléaire – Consejo Europeo para Investigaciones Nucleares), hoy denominado European Laboratory for Particle Physics – Laboratorio Europeo para Física de Partículas.
Este acelerador hará las partículas nucleares (protones, que son hadrones formados por dos quarks up y un down – uud) chocar entre sí con altísimas energías.
Durante las colisiones son esperadas energías en torno de TeV (trillones de electrón volts eV).
Comparando con la energía obtenida con el ciclotrón de Ernest Lawrence se puede ver el avance obtenido.
El LHC está amparado en el CERN (Conseil Européen pour La Recherche Nucléaire – Consejo Europeo para Investigaciones Nucleares), hoy denominado European Laboratory for Particle Physics – Laboratorio Europeo para Física de Partículas.
BIBLIOGRAFIA
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