Dentro de la máquina más grande del mundo

Me encuentro con Pilar, mi esposa, ante la máquina más grande del mundo construida para las cosas más pequeñas del mundo: el Gran Colisionador de Hadrones o LHC (por sus siglas en inglés).

Una grandeza que está no tanto en el descomunal túnel de 27 kilómetros de circunferencia a 100 metros bajo tierra entre Suiza y Francia, como en la profunda exploración que hace sobre el origen del universo a partir de las partículas elementales.

Durante nuestra visita al CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) fue inevitable caer en trance con las leyes que gobiernan la naturaleza, el origen de la materia, las fuerzas que la rigen y todo ese armonioso caos que hace del universo un solo organismo vivo.

Se trata de la máquina del principio del mundo porque tiene en su agenda recrear los primeros instantes del Big Bang, aunque algunos temen que también pueda convertirse en la del fin del mundo en el momento en que alguien oprima el botón equivocado.

Por eso, cuando en 2008 este aparato empezó a calentar “motores”, lo satanizaron a más no poder, se suicidaron dos personas, se predijeron catástrofes de todo tipo e incluso no pocos se imaginaron al planeta Tierra desperdigado en pedazos por el Sistema Solar.

El cielo cuántico

Este sitio, fundado después de que la Segunda Guerra Mundial dejara a Europa sin sus físicos más talentosos tras haber huido a Estados Unidos, es hoy el edén experimental de todos los científicos teóricos y prácticos que estudian los componentes elementales de la materia y de las fuerzas que los unen.

De entrada no más, el lugar da la sensación de gran convento científico donde los físicos se pasean por pasillos y jardines resolviendo enigmas matemáticos o bien se concentran en sus laboratorios experimentales para descifrar los últimos hallazgos cuánticos.

Durante el recorrido conversamos con figuras de la talla de José Salicio-Diez, enlace del CERN con América Latina; Reyes Alemany, científica española del LHC, Alejandro Santos, del detector Atlas, y alguien tan importante para nosotros como Sergio Arguedas, costarricense becado por el CERN para estudiar la materia oscura dentro del experimento CAST.

Altas energías

Para guiar un poco al lector por esta travesía cuántica de altas energías, ubiquémonos en el siguiente punto de partida.

El universo se divide en dos partes: el modelo cosmológico, que tiene que ver con lo muy grande (galaxias, estrellas, planetas…) y el modelo estándar de partículas, que tiene que ver con lo diminuto (átomos, protones, neutrones, electrones…).

El objetivo del Gran Colisionador de Hadrones se concentra en este último modelo y su función es acelerar haces de partículas (protones, por ejemplo) a casi la velocidad de la luz hasta hacerlas chocar unas contra otras para lograr subpartículas que permitan desvelar los misterios de la materia ordinaria y más allá.

Esta materia, es decir, todo aquello de lo que están hechas las cosas (las galaxias, las casas, la cobija, las montañas, el cepillo de dientes y, por supuesto, nosotros mismos) es apenas el 4.6% de todo el universo, o sea, una insignificancia comparada con la tajada del 23.3% que se lleva la materia oscura y del 73.1% de la energía oscura.

Incógnita sin despejar

Esta es precisamente una de las grandes incógnitas científicas que prevalecen: ¿por qué solo un 4.6% de materia visible y no un 50%, 75% o todo, o nada? ¿Qué pasó? ¿Será el universo un accidente, una casualidad o un berrinche de sus leyes naturales? Porque, de no ser por esto, bien pudimos haber sido nada o, si acaso, una sopa de fotones.

Si tomamos en cuenta que toda partícula tiene su antipartícula (protón-antiprotón, por ejemplo) y ambas se aniquilan, en teoría no debería existir la materia ordinaria. Entonces ¿qué fracturó esa simetría durante el Big Bang para que se produjesen partículas “solteras” y dieran pie a la materia en esa proporción?

Algunos científicos argumentan que, al no tener siempre la materia y la antimateria las mismas propiedades, la asimetría surge por diferencias en la carga eléctrica de una y otra que nos permiten estar aquí y ahora para contarlo.

Bosón de Higgs

Recordemos cuando en el “cole’ nos enseñaron que la materia está compuesta por el átomo y que este a su vez lo está por un núcleo de protones y neutrones orbitado por electrones.

Hasta aquí todo bien pero ¿cuál es el origen de esa materia cuyo 99.94% está contenida precisamente en el núcleo y apenas el 0,06% en los electrones? ¿Qué la formó y la hizo estar ahí?

El primer científico en dar la campanada fue el británico Peter Higgs, allá por el año 1964, al postular a nivel teórico la existencia de una partícula especial, bautizada poco después con su apellido y apodada “divina”, que descorría el velo de la masa en las partículas elementales.

Sin embargo, hubo de transcurrir casi medio siglo para que, tras su instalación y primeras pruebas, el Gran Colisionador de Hadrones (elementos más densos y pesados del átomo, como el protón), verificara experimentalmente la existencia del campo y bosón de Higgs. (La partícula adquiere su masa según sea su fricción con el campo de Higgs, de modo que a mayor roce, mayor masa).

Orgía apocalíptica

Y se logró, repito, a través del gigantesco laboratorio franco-suizo acelerando haces de partículas guiadas mediante campos magnéticos y detectores hasta hacerlas chocar en una orgía apocalíptica de altas energías.

La aventura científica comienza en este sitio cuando los haces de protones se disparan a través de circuitos y anillos de aceleración (sincrotrón y súper sincrotrón) hasta llegar al principal a casi la velocidad de la luz donde recorre 11.100 veces por segundo la circunferencia de 27 km, de modo que en unas 10 horas viaja unos 10 mil millones de kilómetros, suficientes para ir a Neptuno y regresar.

Confirmada así la existencia del bosón de Higgs, la gran máquina se dispone ahora a remozarse para incursionar en una agenda mucho más crispante cuyos objetivos abarcan desde las partículas supersimétricas y la búsqueda del gravitón, ese eslabón perdido del modelo estándar de la física que nos acercaría a la “teoría del todo”, hasta la materia oscura y, por qué no, los microagujeros negros, figuras estelares en la compleja composición del universo.

La materia oscura, cuya presencia se detecta por el atípico efecto gravitatorio que ejerce en el movimiento de las galaxias, es uno de esos enigmas prioritarios que el propio CERN está tratando de descifrar a través del experimento CAST (por sus siglas en inglés) o Telescopio de Axiones Solares. (El “axión” es una hipotética partícula que compone la materia oscura).

Para toda esta titánica tarea que trasciende también al modelo cosmológico, el CERN involucra a miles de físicos de todo el mundo con el afán de arrojar cada vez más luz sobre –pongámoslas como ejemplo– las tres grandes incógnitas existenciales que el genial pintor francés Paul Gauguin plasmara en su obra maestra “¿De dónde venimos? ¿Qué somos? ¿A dónde vamos?”

edgar.espinoza@crhoy.com

(Nota: en el siguiente enlace pueden accesar una gran variedad de videos del CERN con imágenes que ilustran su trayectoria, infraestructura, personajes y logros científicos más destacados). SOLO HAGA CLIC AQUÍ