El Gran Colisionador de Hadrones, ubicado en la frontera entre Suiza y Francia, es uno de los experimentos científicos más ambiciosos del planeta.
En un gran anillo de 27 kilómetros de diámetro, instalado cerca de 200 metros bajo tierra, en el que se hacen chocar partículas subatómicas que viajan a velocidades cercanas a las de la luz, para recrear de manera artificial las condiciones existentes en los primeros instantes de nuestro universo.
En este trabajo participan miles de científicos provenientes de más de 100 países, entre ellos, físicos mexicanos que han colaborado con detectores para el experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment; en español, Gran Experimento Colisionador de Iones).
“Uno de los descubrimientos más importantes del LHC, además del Higgs, es ALICE; descubrimos que posiblemente se esté formando el Plasma de Quarks y Gluones en colisiones donde no eran esperadas, colisiones o sistemas que se usaban como datos de referencia y el detector V0 que se construyó en México fue crucial para eso”, dijo Antonio Ortiz Velásquez, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.
El doctor Luciano Musa, vocero del experimento ALICE, visitó el Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, para hablar sobre los retos tecnológicos que enfrentarán en la nueva etapa del Gran Colisionador de Hadrones.
“Para nosotros el entendimiento de las propiedades del Quark Gluon Plasma, que es uno de los estados primarios de la materia en el universo”, agregó Luciano Musa.
Y añadió: “es una de las motivaciones principales que esperamos entender durante esta tercera corrida y la cuarta etapa que ocurrirá en esta década”.
El Colisionador de Hadrones se encuentra en la tercera fase de actividad luego de una actualización a sus sistemas y se espera que realice una pausa más para incrementar su potencia.
¿Cómo funciona el Gran Colisionador de Hadrones?
En esencia, el Gran Colisionador es un instrumento que acelera protones -uno de los componentes de los núcleos atómicos- a energías elevadísimas para hacerlos colisionar entre ellos. En la terminología científica, los protones pertenecen a una clase de partículas denominadas hadrones, de ahí el nombre de la máquina.
El LHC esta instalado en las inmediaciones de Ginebra, entre el lago Leman y los montes de Jura, en el interior de un anillo de 26.66 km de circunferencia excavado por debajo de tierra a una profundidad promedio de 100 metros.
El túnel subterráneo fue la mejor solución para albergar la máquina porque es más barato excavar un túnel que adquirir el terreno para construirlo en la superficie, con el añadido de que el impacto ambiental se reduce al mínimo.
El colisionador consta de dos tubos huecos que transcurren paralelos, por el interior de cada uno de los que circulan los protones en sentidos opuestos y agrupados en paquetes compactos. Mediante la aplicación de campos eléctricos intensos, los protones son acelerados hasta alcanzar una energía de siete billones de electrón-voltios (7 TeV) lo que hace que alcancen una velocidad de 0.999999991 veces la velocidad de la luz (300.000 km/s).
No obstante, esa energía no es nada extraordinaria en términos absolutos, ya que un TeV es la energía de movimiento de un vulgar mosquito. Lo singular del LHC es que concentra esa energía en el espacio que ocupan los paquetes de protones, un billón de veces más pequeño que el mosquito.
En cuatro puntos de su recorrido, el doble tubo se reduce a uno solo y allí se fuerza a los protones a chocar frontalmente. En esas zonas están instalados cuatro grandes detectores que se encargan de registrar los productos de la desintegración posterior a la colisión. Al colisionar a energías tan elevadas se recrean las condiciones que se supone que existieron en el comienzo del universo, momento conocido como Big-Bang o Gran Explosión.
Los objetivos que persigue esta enorme máquina son diversos y pretenden dar respuesta a una serie de preguntas que la ciencia se hace desde hace muchísimo tiempo.