arranca de nuevo tras dos años de descanso

Materia oscura, supersimetría... Esto es lo que buscará el 'nuevo' acelerador LHC

El Gran Acelerador de Hadrones del CERN volvió a ponerse en marcha el pasado domingo. Sus hallazgos podrían superar al mismísimo bosón de Higgs y abrir una nueva página para la física

Foto: El Gran Colisionador de Hadrones vuelve a la carga (Fotografía: EFE/EPA/Adam Warzawa))
El Gran Colisionador de Hadrones vuelve a la carga (Fotografía: EFE/EPA/Adam Warzawa))

A principios de 2013 el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el acelerador de partículas más potente que se ha construido jamás, se tomó unas merecidas vacaciones. Entre sus medallas destacaba el descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula elemental largo tiempo codiciada que supuso un nobel de Física. Este domingo el LHC se despertó para volver al trabajo en el CERN y abrir la senda hacia una nueva física que lo cambie todo.

La principal novedad de este LHC 2.0 es que funcionará a mayores energías: cuando alcance la plena potencia a comienzos de junio, sus protones circularán al doble de potencia del que lo hacían hace unos años, nada más y nada menos que 6,5 TeV (teraelectrónvoltio). “Nos adentramos en una zona desconocida. No sabemos cómo se comporta la naturaleza a esas energías”, asegura a Teknautas el investigador del Instituto de Física Teórica Alberto Casas, que compara la aventura con el viaje de Colón a América, adonde nunca nadie había llegado antes.

'El bosón de Higgs cerró el capítulo de la física estándar y los próximos descubrimientos abrirán uno nuevo'

Aunque no sepamos qué se puede encontrar, todo apunta a que el LHC volverá a hacer historia. Casas comenta que hay misterios que no se entienden de la física actual (es decir, el modelo estándar de la física de partículas) y que una nueva física fundamental sí podría explicar. “El bosón de Higgs cerró el capítulo del modelo estándar, y los próximos descubrimientos abrirán un nuevo capítulo en la física”. El investigador está convencido de que este hallazgo tendría “más trascendencia que el bosón de Higgs”, ya que las teorías actuales tienen problemas de consistencia interna. Falta algo, y el Gran Colisionador de Hadrones tiene la tecnología necesaria para encontrarlo. Estos son algunos de los hallazgos que asoman por el horizonte.

Supersimetría

SUSY, para los amigos. Esta simetría hipotética relaciona las propiedades de los bosones y los fermiones. La confirmación de esta hipótesis podría “resolver los problemas del modelo estándar”, según aclara Casas. Por este motivo, parte de los nuevos experimentos del CERN irán encaminados en esta dirección.

Esta teoría predice la aparición de determinadas partículas supersimétricas, como el neutralino, que servirían para resolver los problemas de la física actual, y por este motivo el LHC intentará encontrar estas nuevas partículas.

Recreación del túnel del LHC (Dominguez, Daniel; Brice, Maximilien / CERN)
Recreación del túnel del LHC (Dominguez, Daniel; Brice, Maximilien / CERN)

Materia oscura

Esta materia extraña es, según Casas, “la razón más fuerte que tenemos para pensar que el modelo estándar no es completo”. Aunque ya hay experimentos bajo montañas y en minas para intentar detectarla, uno de los objetivos del LHC será producirla artificialmente, gracias a que las colisiones entre protones tienen una pequeña probabilidad de dar lugar a un par partícula-antipartícula de materia oscura.

“Si se detecta uno de estos pares estaremos muy seguros de que hemos producido materia oscura y sería un éxito extraordinario”, asegura el investigador. Aunque se cree que supone el 85% de toda la materia del universo, de momento la materia oscura sólo se ha podido detectar por sus efectos gravitatorios sobre estrellas y galaxias. Su descubrimiento permitiría comprender al fin qué es exactamente, cuáles son sus propiedades y qué partículas la componen.

Nuevas partículas

Como ya ocurrió con el bosón de Higgs, las colisiones de partículas que se producen a toda velocidad en el interior del LHC invitan a pensar en el descubrimiento de partículas desconocidas, que en este caso irían más allá de la física estándar y permitiría profundizar en las bases de esta ciencia.

Uno de los objetivos del LHC es producir materia oscura artificialmente

Así se resolverían muchas dudas de la física actual, como por qué la masa de las partículas es la que es. El muón, por ejemplo, es una partícula elemental que pesa 200 veces más que el electrón. “Nadie sabe por qué, no hay ninguna razón lógica dentro del modelo estándar”, afirma Casas.

El descubrimiento de nuevas partículas sería una especie de combo. Un bonus que acumularía varios hallazgos en uno sólo. Los neutralinos son partículas supersimétricas cuyas propiedades encajan muy bien dentro de la materia oscura, tal y como asegura Casas. De encontrarse se habría confirmado la supersimetría a la vez que se encuentra materia oscura.

¿Y todo esto para qué sirve?

El objetivo que motiva la construcción de una tecnología como el LHC es, principalmente, comprender mejor la naturaleza. Pero esto no significa que no puedan salir aplicaciones interesantes del CERN porque, a fin de cuentas, el World Wide Web (WWW) nació allí.

“Es un experimento de ciencia en la frontera que exige ciencia en la frontera”, defiende Casas. No sólo obliga a los países involucrados a invertir en I+D, lo que repercute positivamente en su economía, sino que la ciencia aplicada no podría existir sin su parte básica previa. El investigador compara esta situación con la mecánica cuántica, que era la ciencia básica de hace 90 años y hoy resulta fundamental en computación. También con la electricidad, de la que, al principio, no se conocía aplicación alguna.

La primera temporada del Gran Colisionador de Hadrones terminó con un cliffhanger espectacular en forma de bosón de Higgs. La segunda parte ya se ha iniciado, y aunque todavía no se sabe con cuántos capítulos contará, es muy probable que se contesten preguntas que llevan intrigando a los físicos desde hace décadas. “Es muy emocionante ver si aparecen fenómenos, partículas y leyes físicas nuevas”, concluye Casas. Aunque habrá que esperar hasta 2016 para que se empiecen a dar los primeros resultados.

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