¿Qué ha pasado con el LHC?

El Large Hadron Collider está funcionando. Los protones han realizado dos vueltas completas en el acelerador de partículas más poderoso del mundo, y los científicos del CERN se ven en las fotos con caras sonrientes y aplaudiendo, una celebración estilo Apolo 11. Tienen motivos: no sólo por haber iniciado el experimento de mayor magnitud en la historia de la física moderna (Brian Cox, un físico del equipo del LHC dijo: “es como ir a Marte. Sabes que te vas a encontrar algo nuevo, porque estás viajando a un lugar al que nadie ha ido jamás”), sino porque han superado las expectativas de lo que tenían previsto para hoy (¡las partículas circularon sin problemas en una dirección del túnel, y luego en la otra dirección!).

Desde el inicio, desde que esta mañana enviaron por el gigantesco túnel de 27 kilómetros el primer haz de protones a 99.9998% la velocidad de la luz en sentido de las manecillas del reloj durante una hora, los científicos gritaban de alegría en la Sala de Control. Robert Aymar, el director general de CERN, dijo: “Hoy es un gran día para el CERN y para la ciencia. ¡Bravo a todos los que lo han hecho posible!”.

El segundo haz de protones se envió en sentido contrario a las manecillas del reloj. Se demoró el doble; tuvieron que detener las partículas para enfriar unos imanes que se habían calentado demasiado (aunque considerando que para arrancar el LHC hubo una espera de un año y medio mientras lograban los 271 grados bajo 0 que se necesitaban, esperar una hora no es nada).

En resumen: a energía débil, y no a la vez, lograron que circularan las partículas en ambas direcciones del túnel. El próximo paso, que podría tardar varias semanas, es acelerar dos haces de protones en direcciones opuestas a una energía completa de 7 TeV (teraelectrovoltios), y colisionarlos. [Fuentes: TimesOnline, NewScientist, elmundo.es] [Imagen: Wired.com - This Machine is the Future of Physics]

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En Proyecto Líquido, queremos agradecerle a John Idárraga por la videoconferencia que presentó el pasado lunes en el Parque Explora. John, que además de buen físico es un gran divulgador, será el principal responsable de que muchos de los jóvenes presentes en el evento resulten estudiando física. Fue una charla informativa, motivadora y muy entretenida. ¡Le deseamos mucha suerte con el Proyecto ATLAS!

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¿Alguien sabe algo del bosón de Higgs? Si en las reuniones sociales está saliendo a colación el tema de las partículas subatómicas y el LHC, ¡no te avergüences! Puedes entrenarte al respecto con el artículo “Esas maravillosas partículas” (que encontré via pjorge.com). Está muy bien explicado, lee este extracto:

El espacio del Universo, según las ecuaciones establecidas por Higgs, es algo así como un campo de hierba alta. Esta “hierba alta” existe en todos y cada uno de sus puntos, y es la “representación mental” del campo de Higgs. Todas las hojas de hierba están dirigidas en la misma dirección, sólo que esta “dirección” no es realmente una dirección en el espacio, sino una dirección conceptual. Digamos, para seguir con nuestra analogía, que la dirección en la que crece esta hierba es “hacia arriba”.
De acuerdo con la mecánica cuántica, no existe distinción entre ondas y partículas: toda onda es partícula y toda partícula es onda. La cuestión es que cada una de las ondas asociadas a las partículas oscilan en una dirección determinada. Una vez más, esta “dirección” no es una dirección física en el espacio tridimensional que vemos, es una “dirección” en ese espacio conceptual que hemos definido antes. Distintos tipos de partículas tienen ondas que oscilan en diferentes direcciones en este espacio imaginario.
Y aquí llega la clave de la cuestión — si la entiendes, comprendes la enorme importancia de este campo de Higgs (si existe, claro): Las partículas cuyas ondas asociadas oscilan en la misma dirección que las “hojas de hierba” pasan a través de la hierba sin notarla en absoluto.
Esas partículas se mueven a la máxima velocidad posible: la velocidad de la luz. De acuerdo con la teoría de Higgs, nosotros llamamos a esas partículas “partículas sin masa”. Dicho en términos algo más técnicos, esas partículas no interaccionan con el campo de Higgs, de modo que no lo notan. Es decir, el fotón (por ejemplo) oscila “hacia arriba”, la dirección de la hierba, de modo que se mueve a la velocidad de la luz y no tiene masa.
Otras partículas tienen ondas que oscilan casi en la dirección de la hierba, pero cuando se mueven tienen que apartar algunas de las hojas de hierba (aunque no muchas) al estar ligeramente inclinadas. Al hacerlo, reducen su velocidad: les cuesta más moverse a través del “campo de hierba” que a las partículas anteriores, aunque no mucho más. Estas partículas son las que, en nuestro lenguaje, “tienen poca masa”. Observa cómo, en términos del campo de Higgs, estas partículas tienen masa como consecuencia de interaccionar con el campo de Higgs. Como consecuencia adicional, no pueden moverse a la velocidad de la luz: la hierba se lo impide.
Finalmente, una partícula con mucha masa tiene una onda que oscila en una dirección casi perpendicular a la de las hojas de hierba: al moverse por el espacio, debe apartar casi todas las hojas de la hierba, de modo que (vista “desde fuera”) es una partícula con mucha masa. Lo crucial del asunto es que la “masa” de todas las partículas conocidas es el nombre que damos a la intensidad de su interacción con el campo de Higgs. El propio concepto de “masa” es una forma de referirnos a algo más profundo y fundamental: la interacción mayor o menor de cada partícula con el campo de Higgs.

Los enlaces directos son: el bosón de Higgs, el electrón, el positrón, el protón, los quarks, el neutrón, el fotón, el neutrino, el muón, el tauón, los bosones W y Z, el pión, el kaón, los hiperones, el gluón, el gravitón, la radiación de Cherenkov, los bosones X e Y, la materia oscura, los WIMPs.

Y luego de aprender qué es qué, ¿qué tal comprar una partícula subatómica? Estoy encantado con el slogan de la empresa que las vende: The Particle Zoo: cosiendo la tela del universo.

Por último, en la columna Teclado Móvil de la periodista Lina Aguirre me enteré del siguiente video de rap del LHC. Muy divertido. Muy divulgativo. Muy pegajoso.

Bueno, ahora sí. Hasta la colisión.

categoría: ciencia y tecnología |