Una nueva misión después del bosón de Higgs

Tras el hallazgo de la "partícula de Dios", el CERN se prepara para nuevas misiones con el colisionador de partículas más potente del mundo. Entre ellas, la de probar la existencia de la energía oscura, la materia oscura y la supersimetría

Hace un año, el colisionador de partículas más potente del mundo, ubicado cerca de Ginebra, realizó uno de los mayores descubrimientos científicos de la historia al identificar lo que podría ser el Bosón de Higgs, piedra angular de la estructura fundamental del universo.

Hoy, las computadoras del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el mayor laboratorio de investigación en física de partículas, situado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), en la frontera franco-suiza, están apagadas y el túnel gigante donde la recreación del Big Bang ayudó a capturar la elusiva partícula está vacío.

Pero el silencio es una ilusión. Las obras de remodelación iniciadas en febrero para modernizar este gigantesco tubo de 27 km de circunferencia, enterrado a unos 100 metros de profundidad, avanzan para seguir superando los límites del conocimiento.

Cuando se reinicien los experimentos en 2015, los científicos del CERN usarán la potencia renovada del LHC decididos a demostrar la existencia de la energía oscura, la materia oscura y la supersimetría, ideas consideradas tan improbables como el bosón de Higgs hace medio siglo.

Lidiar con lo desconocido

Mientras los ingenieros se centran en la misión técnica, los físicos están enfrascados en analizar la montaña de datos generados desde 2010 por el LHC. "Las cosas que son fáciles de detectar ya han sido explotadas, y ahora estamos dándole otra mirada", dice Tiziano Camporesi del CERN, destacando lo difícil que es lidiar con lo desconocido.

Las colisiones de partículas del LHC transforman la energía en masa, con el fin de encontrar partículas fundamentales en los escombros subatómicos que ayuden a los científicos a entender el universo.

La mayoría de los datos no son muy interesantes, por lo que es un verdadero desafío seleccionar y desechar la mayor parte y elegir las cosas interesantes", explica, dentro del túnel, Mike Lamont, jefe del equipo operativo

En su pico de actividad, el "viejo" LHC era capaz de lograr una impresionante cifra de 550 millones de colisiones por segundo. "La mayoría de los datos no son muy interesantes, por lo que es un verdadero desafío seleccionar y desechar la mayor parte y elegir las cosas interesantes", explica, dentro del túnel, Mike Lamont, jefe del equipo operativo.

Las supercomputadoras del CERN están programadas para identificar en microsegundos las colisiones que merecen un mayor análisis -algunos cientos por segundos- antes de que miles de físicos de todo el mundo escudriñen los resultados para avanzar en el conocimiento de la materia.

"Queremos entender cómo se comportan, por qué se pegan entre sí y se convierten en cosas pequeñas que llamamos átomos y núcleos a escalas muy pequeñas, en cosas que llamamos gente y sillas y edificios a escalas más grandes, y después en planetas y sistemas solares y galaxias, a escalas aún mayores", afirma el portavoz de CERN, James Gillies.

El puzzle de la ciencia

El trabajo del CERN puede dejar perplejos a los neófitos, pero los investigadores encuentran la forma de hacerlo simple. "Todo el mundo sabe lo que es un electrón, especialmente si ponen sus dedos en un enchufe", bromea Pierluigi Campana, cuyo equipo ha proporcionado la confirmación más completa hasta la fecha del Modelo Estándar, el marco teórico principal de la física de partículas, concebido en la década de 1970.

Ya lograron la medición más precisa hasta ahora de un cambio en una partícula llamada Bs, que muestra que de cada mil millones, solo un puñado se desintegra en partículas más pequeñas llamadas muones, y que lo hace en pares. Para los expertos, este hallazgo fue casi tan emocionante como rastrear el Bosón de Higgs, también apodado "partícula de Dios".

La existencia de esta partícula fue postulada en 1964 por el físico británico Peter Higgs y otros, en un intento de explicar una perturbadora anomalía: por qué algunas partículas tienen masa y otras, como la luz, no la tienen.

Se cree que actúa como un tenedor mojado en almíbar y levantado en el aire polvoriento: mientras algo de polvo se desliza limpiamente, la mayoría se pegotea, es decir, adquiere masa. Con la masa se produce la gravedad, que atrae a todas las partículas entre sí.

Excusas para brindar

El Modelo Estándar es un vehículo conceptual fiable pero todavía carece de una explicación para la gravedad y no explica la materia oscura ni la energía oscura, que constituyen la mayor parte del cosmos y cuya existencia se infiere por su impacto en la materia ordinaria.

Algunos físicos defienden la supersimetría, la noción de que existen nuevas partículas que reflejan cada partícula conocida. "Tenemos una teoría que describe todo lo que está a nuestro alrededor, todo lo ordinario, la materia visible que constituye el universo. Pero el problema es que solo constituye un 5% del universo", afirma Gillies.

Tenemos una teoría que describe todo lo que está a nuestro alrededor, todo lo ordinario, la materia visible que constituye el universo. Pero el problema es que solo constituye un 5% del universo", afirma Gillies

El LHC sustituyó al Large Electron Positron Collider (LEP) que funcionó de 1989 a 2000. Estuvo activo en 2008 pero tuvo problemas, lo que ocasionó un año de reformas.

El LHC llegó a alcanzar un nivel de colisión de 8 voltios teraelectron (TeV) - una medida de la energía - en comparación con los 0,2 TeV del LEP. Tras la actualización, valorada en 54,4 millones de dólares, la meta es alcanzar los 14 TeV, lo cual supone explosiones mayores e instantáneas más nítidas.

"Cada vez que superamos una cantidad significativa de datos recogidos, alguien va a encontrar una excusa para abrir una botella de champán", dice el físico Joel Goldstein, mirando un rincón del laboratorio donde se apilan envases vacíos. "¡Nos vamos a quedar sin espacio, al final!".