Física cuántica para todos

El CERN es una organización internacional dedicada a la investigación científica, y aunque su sigla se traduzca al español como “Consejo Europeo para la investigación nuclear”, las contribuciones de sus científicos llegan a todas las áreas, tanto informática como industrial o nuclear, sin ir más lejos si estas leyendo esto es en gran parte a uno de sus más grandes aportes, la World Wide Web. Si, así como lo oyes, internet comenzó en el CERN, a comienzo de los 90, Tim Berners-Lee y Robert Cailliau, desarrollaron el primer servidor, el primer navegador y por supuesto, la primer página web. Pero yendo a la parte que nos interesa hablar, en el CERN esta el mayor laboratorio destinado al estudio de física de partículas, lo cual incluye al gran colisionador de hadrones.

El gran colisionador de hadrones o LHC por su sigla en inglés, sirve para ….. bueno, colisionar hadrones. En realidad el LHC es lo que se denomina un acelerador de partículas, pero este esta especialmente preparado para trabajar con dichos hadrones. Y que son los hadrones? Son las partículas que están formadas por quarks y están unidos por una fuerza llamada energía nuclear fuerte y como lo dice su nombre, al ser esta energía tan fuerte, se necesita de mucha energía para separar estas partículas, por lo cual se creó este equipo de dimensiones colosales, sin exagerar, ya que el gran colisionador tiene una circunferencia que supera los 26 km y más de 9000 imanes para hacer que las partículas viajen casi casi a la velocidad de luz y esa es la velocidad a la que chocan los hadrones para poder separarlos. También hay varios equipos encargados de recolectar diferentes tipos de datos que es lo que utilizan los científicos para verificar sus hipótesis.

En 2012 fue el último gran hallazgo del LHC, al descubrir el bosón de Higgs, que ya en 1964 había sido calculada y predicha entre otros por el físico Peter Higgs, fue un gran acontecimiento haber comprobado su existencia ya que esto impulsa con más fuerza el “modelo estándar de física de partículas”, que es un modelo que predice cómo funciona las interacciones fundamentales y que podría, eventualmente, suplantar la teoría de la relatividad general, creada por el mismísimo Albert Einstein. Y por qué tanto tiempo para descubrir esta partícula? Para que tengan una idea, esta partícula no tiene carga, ni spin y además es extremadamente inestable, es tan inestable que su vida media no es más que trillonésima de segundo.

Pero que podemos esperar ahora del LHC, bueno, los nuevos proyectos apuntan, como no podía ser de otra manera, a buscar resolver otro de los grandes enigmas de la física, la materia oscura. Cuidado de no confundirla con la antimateria, que son cosas distintas, la antimateria la podemos ver, medir y demás cosas, lo que si no podemos es tocarla, ya que al unir materia con antimateria se convierten ambas en pura energía... malo para el que este cerca.... pero la materia oscura no la vemos, no la podemos tocar, ni medir, ni nada de nada. Pero sabemos que está ahí. Como? Pues por que sino estuviera las galaxias se desarmarían, si, si, eso es lo que dije, por la cantidad de masa que hay en las galaxias no es suficiente para mantenerse unidas, por lo cual la deducción a la que se llego es que hay algún tipo de masa que no podemos percibir, pero claramente si podemos percibir sus efectos. Esta es la titánica tarea que le espera a este gran equipo de científicos, no será fácil, pero esperamos que su trabajo de sus frutos.

El Super Kamiokande o Super-k y el Sudbury Neutrino observatory o SNO son dos de los más importantes centros de estudió de neutrinos y ambos están ubicados profundamente bajo tierra, esto es debido al hecho de que los neutrinos al casi no reaccionar con la materia en general son capaces de pasar a través de la tierra, por lo cual bajo tierra es mucho más fácil estudiarlos ya que no hay otras partículas que puedan perturbar las lecturas. El Super-k ubicado dentro del monte Ikeno en Hida, Japon ,es una enorme cúpula de 40 m de alto y 40 m de ancho, donde hay una piscina de 39 m con agua y unos 11.000 detectores de luz, también estudia el decaimiento de los protones, que se basa en la hipótesis de que los protones al no estar unidos a neutrones se desintegran en partículas menores, pero está hipótesis aun esta en estudio ya que no ha sido comprobada.

El SNO ubicado en Sudbury, Ontario, Canadá no es menos impresionante, siendo un tubo gigante de 22 m de diámetro y 34 m de profundidad con más de 9000 sensores de luz, fue terminando en 1998 y fue utilizado hasta 2006, durante ese periodo se realizaron varios experimentos que, en conjunto con los realizados en el Super-k, terminaron probando la mecánica de la oscilación de neutrinos, lo que les valió a los directores de ambos proyectos el premio Nobel de física en 2015. Luego de que terminara su labor en 2006 el SNO fue preparado para nuevos experimentos cambiando su nombre a SNO+ y adentrándose también en el estudio de decaimiento de protones además del de neutrones.