EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES

Un intento para que USTEDES y YO, entendamos un poco de FÍSICA MODERNA.

¿Que es un hadrón? 

Es una partícula subatómica formada por quarks que permanecen unidos por una interacción nuclear fuerte.

¿Qué es el Gran Colisionador de Hadrones?

Es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en Europa para la Investigación Nuclear cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del “Modelo Estándar”, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.

Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos, hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang (Posible momento de la creación del universo).

QUE HACE…

Científicos que trabajan en la enorme máquina, alcanzaron unas condiciones únicas el 7 de noviembre, cuando en un experimento, lograron conseguir temperaturas un millón de veces más calientes, que las del centro del sol.
Las colisiones de protones podrían ayudar a detectar la esquiva partícula denominada bosón de Higgs, así como los signos de nuevas leyes físicas, tales como la llamada supersimetría. 
Sin embargo, durante los próximos meses, los científicos del Gran Colisionador de Hadrones se concentrarán en el análisis de datos obtenidos a partir de colisiones de iones de plomo, pues esperan aprender más sobre el plasma, que componía el Universo, una millonésima de segundo después del Big Bang, hace 13,7 millones de años.
David Evans de la Universidad de Birmingham, en el Reino Unido, que es uno de los investigadores que trabaja con el Colisionador de Hadrones indicó: 
"Este proceso tuvo lugar en un lugar seguro, un medio ambiente controlado, generando mucho calor y densas bolas de fuego subatómicas con temperaturas sobre los diez billones de grados, un millón más caliente que el que se experimenta en el núcleo del Sol.  A estas temperaturas incluso protonoes y neutrones, que forman el núcleo del átomo, se derriten resultando en una densa sopa caliente de quarks y gluons como un plasma de las dos materias unidas. Quarks y gluons son partículas subatómicas, bases de la materia. Este plasma se cree que existió justo después del Big Bang”. 
Evans agregó que al estudiar el plasma, los físicos esperan aprender más sobre la llamada gran fuerza, es decir, aquella que une a los átomos del núcleo y que es responsable del 98% de su masa. 

¿Por qué es tan importante el bosón de Higgs?

Porque es la única partícula predicha por el “Modelo Estándar” de Física de Partículas que aún no ha sido descubierta. El modelo estándar describe perfectamente las partículas elementales y sus interacciones, pero queda una parte importante por confirmar, precisamente la que da respuesta al origen de la masa.

Sin masa, el Universo sería un lugar muy diferente. Si el electrón no tuviera masa no habría átomos, con lo cual no existiría la materia como la conocemos, por lo que tampoco habría química, ni biología ni existiríamos nosotros mismos.

¿Cómo se puede detectar el bosón de Higgs?

El bosón de Higgs no se puede detectar directamente, ya que una vez que se produce, se desintegra casi instantáneamente dando lugar a otras partículas elementales más familiares. Lo que si se pueden ver son sus «huellas». En el interior del anillo del acelerador colisionan protones entre sí a una velocidad cercana a la de la luz. Cuando se producen las colisiones en puntos estratégicos donde están situados grandes detectores, la energía del movimiento se libera y queda disponible para que se generen otras partículas. Cuanto mayor sea la energía de las partículas que chocan, más masa podrán tener las resultantes, según la famosa ecuación de Einstein E2.

 

¿Qué pasa si se descubre el bosón de Higgs?

Sería el comienzo de una nueva fase en la Física de Partículas. Marcaría el camino en la investigación de otros muchos fenómenos físicos como la naturaleza de la materia oscura, un tipo de materia que compone el 23% del Universo pero cuyas propiedades son completamente desconocidas.

¿Qué pasa si no se descubre el bosón de Higgs?

No descubrir el bosón de Higgs en los parámetros establecidos en el “Modelo Estándar” obligará a formular otra teoría para explicar cómo las partículas obtienen su masa, lo que requerirá nuevos experimentos que confirmen o desmientan esta nueva teoría.

Beneficios para la sociedad de la física de partículas

La tecnología desarrollada en los aceleradores de partículas tiene beneficios indirectos para la Medicina, la Informática, la industria o el medio ambiente. Los imanes superconductores que se usan para acelerar las partículas han sido fundamentales para desarrollar técnicas de diagnóstico por imagen como la resonancia magnética.

Los detectores usados para identificar las partículas son la base de los PET, la tomografía por emisión de positrones (antipartícula del electrón). Y cada vez más centros médicos utilizan haces de partículas como terapia contra el cáncer.

Los haces de partículas producidos en aceleradores tipo sincrotrón o las fuentes de espalación de neutrones, instrumentos creados por los físicos para comprobar la naturaleza de la materia, tienen aplicaciones industriales en la determinación de las propiedades de nuevos materiales, así como para caracterizar estructuras biológicas o nuevos fármacos.

Otras aplicaciones de la Física de Partículas son la fabricación de paneles solares, esterilización de recipientes para alimentos o reutilización de residuos nucleares, entre otros muchos campos.

Tomado de diferentes páginas web