Bitácora de la ciencia y el medio ambiente

Ayer, 10 de septiembre de 2008, se produjo la primera prueba completa de funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones o Large Hadron Collider. Se han inyectado partículas en el sistema y se ha intentado que den vueltas completas al acelerador. Oficialmente, se prevé su presentación y, posiblemente, el inicio de la actividad investigadora en serio para el día 21 de octubre de 2008.

Este aparato viene acompañado de cierta polémica. Hay algunos científicos que opinan que la puesta en marcha de este aparato podría destruir la Tierra. Concretamente, se cree que podría crear agujeros negros microscópicos que acabarían absorbiendo todo el planeta. Esto tiene parte de razón, pero es bastante improbable que se produzca el fin del mundo. Se cree que a las altísimas energías que maneja el acelerador (que, a fin de cuentas, es de lo que se trata el Gran Colisionador de Hadrones), se podrían producir agujeros negros microscópicos. El caso es que, también, se cree que serían inestables y durarían fracciones de segundo.

Algo parecido se dijo de las bombas atómicas de Hiroshima y Nagasaki. Varios científicos temían que las explosiones nucleares produjeran una reacción en cadena en la atmósfera que acabase con la tierra. Por suerte, no pasó nada, y ocurrirá lo mismo en este caso.

Sin embargo, de lo que quiero hablar en esta entrada es del significado y la importancia de este dispositivo, el mayor acelerador de partículas construido hasta la fecha. La teoría que describe la física de partículas aceptada hasta el momento se denomina el Modelo estándar. En este modelo, las partículas que se suponían fundamentales, como protones, electrones o neutrones, no son tales, sino éstas estan compuestas de otras, que sí serían las fundamentales.

Basados en argumentos relacionados con simetrías, el modelo estándar define dos tipos de partículas diferentes: las partículas materiales y las que portan interacciones. Las materiales son fermiones (partículas cuyo espín es semientero) y son las que conforman la materia. Son un total de doce: tres leptones y sus correspondientes neutrinos, y seis quarks. Uno de los leptones más conocidos es el electrón. En la época en que se formuló la teoría, no se tenía evidencia experimental de los quarks charm y top. Uno de los grandes éxitos del modelo estándar fue que predecía la existencia y características de estas dos partículas antes de ser observadas.

Las partículas que acarrean interacciones son bosones (partículas de espín entero), y hay distintos tipos en función de la interacción que portan. Es conocido el hecho de que en la naturaleza existen cuatro interacciones fundamentales: electromagnética, nuclear débil, nuclear fuerte y gravedad. Cada interacción tiene asociadas una clase de bosones. Así, el fotón es el portador del electromagnetismo, la interacción nuclear débil tiene asociados tres bosones, y existen ocho tipos de gluones, que son los que portan la nuclear fuerte, aquella que hace que existan, por ejemplo, los protones y neutrones y, por tanto, el mundo que conocemos.

Por cierto, un hadrón es una partícula no fundamental que es capaz de experimentar la interacción nuclear fuerte. Un hadrón está compuesto de quarks y antiquarks y de gluones, y son hadrones, por ejemplo, protones y neutrones.

Falta por observar, únicamente, la partícula portadora asociada a la gravitación, el esquivo Bosón de Higgs. Y aquí radica la gran importancia del Gran Colisionador de Hadrones. Se estima que las energías a las que permitirá acceder este aparato serán suficientes para observar el bosón de Higgs, lo que dejaría completo el modelo estándar…

Aún habrá que esperar varios años, porque hay que medir, analizar resultados… pero comienza una etapa apasionante para la física. Espero que las cosas se calmen y los científicos del CERN dejen de recibir amenazas de muerte si conectan el Gran Colisionador de Hadrones.