El martes 30, de las 8 y media a las 6, hora de verano centroeuropea, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) aceleró protones en dos corrientes en sentidos opuestos, para aplastarlos a la mitad de la energía total que podrá alcanzar en un año o poco más. A cargo del CERN, cerca de Ginebra, Suiza, y con parte del aro subterráneo bajo Francia, el LHC entra en la etapa de calibrado de sus increíblemente complejos detectores de partículas. Los científicos a cargo deben estar seguros de poder identificar partículas conocidas antes de buscar las exóticas.

En el túnel circular de 27 km. (notas en millas dicen 16 y no es igual), bajo tierra entre los 50 y 175 metros, dos haces de protones circularon en el vacío en sentidos opuestos, curvados y acelerados por 1,232 magnetos de unas 35 toneladas cuyo cableado, al enfriarse casi al cero absoluto, entra en estado de superconducción: la electricidad fluye sin resistencia alguna. Cuando alcanzó cada haz los 3.5 TeV (tera electrón voltios, del griego téras=monstruo, un millón de millones de electrón voltios), los estrellaron a 7 TeV. En ese momento la velocidad de cada haz había alcanzado 0.999999991 de la velocidad de la luz... Al estrellar los haces, la gran mayoría de los protones pasan de largo porque el espacio entre ellos es inmenso.

El experimento CMS (Compact Muon Solenoid, con un detector de 12 mil 500 toneladas) es uno de los cuatro principales programados para el LHC. Con sus resultados, afirma Guido Tonelli, se espera resolver algunos de los grandes enigma de la física moderna, "como el origen de la masa, la unificación de las fuerzas y la presencia de abundante materia oscura en el universo. Espero tiempos muy excitantes frente a nosotros".

Veamos los términos. Masa: tuvimos los primeros estudios con Galileo y los más exactos con Newton; es, en términos terráqueos, el peso. En el espacio no podemos hablar del peso de una estrella, sino de su masa. Es una medida de la inercia... ¿y la inercia? Es una medida de la terquedad de las cosas: si están inmóviles o en movimiento así seguirán a menos que haya una intervención externa. Es una medida de la resistencia al cambio, en lo cual se parece a los legisladores mexicanos y a buena parte de nuestra población.

¿Por qué la materia posee masa? Bien, si hay una partícula, el gravitón, que es el transporte de la gravedad, el fotón que es el de la energía electromagnética, la masa viene en el bosón de Higgs. Bosón es nombre genérico para los quanta de energías (su nombre honra al físico indio Satyendra Nath Bose) como el fotón o el gluón.

¿Y Higgs? Es Peter Higgs, escocés que propuso la idea de esta partícula que transporta un campo, el campo de Higgs, que permea todo el universo, y con su interacción proporciona masa a las demás partículas de la materia. Éstas adquirieron su masa cuando el universo se enfrió lo suficiente en los primeros instantes de existencia. Al bosón de Higgs también se le llama partícula-Dios. Vea The The God Particle, de Leon Lederman.

Materia oscura. La primera intuición de que había materia no visible vino de cálculos matemáticos: las galaxias giran a una velocidad que, conociendo su masa, debería destruirlas porque el lazo gravitacional no es suficiente, como quien hace girar una piedra atada a un cordel muy delgado: se revienta y la piedra sale volando. Si el lazo de las galaxias no se revienta es porque es más grueso que lo calculado a partir de la masa visible. Luego, hay materia oscura.

¿Está hecha de partículas comunes, pero no la vemos, o de partículas exóticas que no conocemos? Voilà!: buena pregunta que el LHC intenta responder. Si son de otro tipo, al menos sabemos que interactúan con la materia ordinaria por la fuerza gravitatoria y la nuclear débil.

"Este año tendremos nuevos vislumbres acerca de la naturaleza de la interacción fuerte (la que une quarks y pega núcleos atómicos) y de la evolución de la materia en el universo primitivo", dice Jürgen Schukraft. La asimetría entre materia y antimateria (que tras la destrucción mutua en el origen del tiempo haya sobrevivido más materia que antimateria, como parece), es el aspecto que resalta Andrei Golutvin.

El LHC podría, en los próximos dos años, descubrir partículas supersimétricas, explica Rolf Heuer, director general del CERN. Y la supersimetría (tome aire) propone una conexión entre la materia y la energía: los electrones y quarks de la materia (en general llamados fermiones, en memoria de Enrico Fermi) pueden transformarse en bosones (nombre genérico, ya vimos, para fotones y otros quanta de energía) y volver a ser materia. Electrones y quarks de materia tendrían compañeros supersimétricos en la energía, denominados selectrones y squarks. De manera similar, bosones como el fotón y el gluón tendrían compañeros en la materia: fotino y gluíno... (Gulp).

Animación en:

hands-on-cern.physto.se, y 3D en petermccready.com.

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la talacha fue realizada por: eltemibledani