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El LHC ya es el más potente del mundo

Después de 14 meses parado por una avería, el acelerador de partículas europeo supera el récord que ostentaba el Tevatron de EEUU. Los primeros resultados llegarán en 2010

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Está calentando y ya ha superado al vigente campeón. A las 21.28 del domingo, el LHC se convirtió en el acelerador de partículas más potente de la historia cuando uno de sus haces de protones alcanzó una energía de 1,05 tera-electronvoltios (TeV). El récord anterior lo ostentaba el Tevatron, el acelerador del laboratorio estadounidense Fermilab, que en 2001 alcanzó los 0,98 TeV. Sólo tres horas después, a las 0.44 del lunes, los dos haces del LHC volvieron a superar su marca y llegaron a los 1,18 TeV. Si no se estuviese en un periodo de puesta a punto, con la máquina del CERN los físicos ya se podrían internar en territorios vírgenes para la ciencia. Y la máquina aún puede multiplicar esta energía por siete.

Después del fiasco del año pasado, cuando el acelerador de partículas más potente y más publicitado de la historia se averió pocos días después de su arranque, los responsables del CERN sujetan las riendas de la alegría para que no se desboque. 'Aún no nos creemos del todo lo bien que está marchando la puesta a punto del LHC', dijo ayer el director general del CERN, Rolf Heuer. 'Es fantástico, pero queremos ir paso a paso, y aún hay mucho que hacer antes de que empecemos a hacer física en 2010. Guardo mi champán en hielo hasta entonces', añadió.

'La puesta a punto va mucho mejor de lo esperado, pero también se había hecho una planificación muy conservadora', explica Antonio Pich, coordinador del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN). Además, el año de parada ha servido para revisar a fondo la máquina.

La máquina del CERN aún puede multiplicar su energía por siete

Como si estuviesen poniendo a prueba una autopista antes de abrirla al público, los responsables del CERN están testando las vías del LHC con pequeños haces de partículas para comprobar que podrán resistir un tráfico más intenso; a máxima potencia, el acelerador producirá 600 millones de colisiones entre partículas por segundo. Esta fase durará aproximadamente una semana. Después, se comenzarán a producir colisiones para calibrar los experimentos que recogerán la información que surja de los choques en busca de fenómenos físicos desconocidos.

Con los haces circulando a una energía de 1,18 TeV, se llegará al 17 de diciembre. Tras dos semanas de cierre navideño, los científicos volverán a probar los límites del LHC. 'Alrededor de febrero está previsto que funcione a 3,5 TeV', apunta Pich. 'Empiezo a creer que para entonces ya habrá colisiones útiles para hacer física, aunque sea modesta', añade. Esos primeros resultados servirán para repetir experimentos ya conocidos y ver si los resultados que se obtienen con el LHC coinciden con los que se saben correctos. Las pruebas sobre ese terreno ya visitado servirán para averiguar si ya se comprende el funcionamiento de la máquina que una vez domada podrá lanzarse a explorar nuevos territorios.

El LHC fue diseñado para sustentar una energía máxima de 7 TeV, pero no la alcanzará este año. Pese a sustituir 54 imanes del acelerador y reparar un número similar de conexiones eléctricas, se ha detectado que cuando se superan los 5 TeV se producen fallos en los imanes parecidos al que provocó la avería que tuvo postrado al acelerador durante 14 meses.

Estos defectos aparecen cuando el cable superconductor con el que se crea el campo magnético para acelerar los protones vuelve a tener una resistencia normal. La electricidad, que normalmente pasaría por él con facilidad fantasmagórica, se atasca, lo sobrecalienta y puede acabar por provocar graves daños a la máquina, como sucedió el año pasado. Para evitar este problema, está previsto realizar nuevas reparaciones que permitan al LHC alcanzar los 7 TeV.

Harán falta más reparaciones para que llegue a su máxima potencia

'El plan es que, cuando hayamos acumulado una gran cantidad de datos y necesitemos tiempo para analizarlos, se detenga el acelerador para realizar algún cambio adicional', explica Pich. 'Esta parada duraría al menos dos meses y se aprovecharía para ello el parón que se hace en invierno por cuestiones de factura eléctrica', agrega. Con ese cambio, en 2011 el LHC alcanzaría su límite y, probablemente, empezarían a aparecer los resultados más significativos.

La experiencia de otros grandes aceleradores muestra que en el camino hasta los grandes descubrimientos no suelen faltar los tropiezos. El colisionador alemán HERA, puesto en marcha en 1991, también se averió poco después de ponerse en marcha y tardó cuatro años en alcanzar su energía máxima. El Tevatron estadounidense, hasta el domingo el acelerador más potente de la historia, tardó cinco años en alcanzar su máxima capacidad.

El último año ha sido complicado para los responsables del CERN. En lugar de poner las bases para revolucionar la física, han tenido que gastar más de 20 millones de euros para situarse donde se supone que estaban en septiembre de 2008. La euforia inicial se volvió prudencia. 'Mi principal labor en los próximos años será explicar por qué no hemos encontrado nada', ha dicho Heuer. Por eso se alegra con tanto cuidado.

¿Qué es el acelerador LHC?
El LHC es un acelerador de partículas, un dispositivo que emplea campos electromagnéticos para disparar haces de partículas subatómicas a gran velocidad sobre un objetivo. El tubo de rayos catódicos de los televisores es un acelerador de partículas. Los hay de dos tipos, lineales y circulares. Los primeros disparan las partículas contra un extremo, mientras que los segundos, como el LHC, permiten que las partículas circulen una y otra vez para aumentar su energía. El anillo del LHC, enterrado a 100 metros de profundidad en un terreno a las afueras de Ginebra, mide 27 kilómetros de circunferencia.

¿Para qué va a servir?
El objetivo de este anillo consiste en acelerar haces de protones a una velocidad cercana a la de la luz, para después obligarlos a que choquen entre ellos. Así se producirán energías elevadísimas, similares a las que existieron instantes después del Big Bang. En esas condiciones, aparecerán partículas que no existen en el universo en condiciones normales desde hace miles de millones de años. Estas colisiones se generarán en el interior de detectores que registrarán los restos de los impactos para encontrar partículas y fenómenos desconocidos que ayuden a desentrañar los mecanismos que rigen el cosmos.

¿Qué es el bosón de Higgs?
El Modelo Estándar, el marco teórico que mejor explica el comportamiento de la materia, no aclara cuál es el origen de la masa ni por qué unas partículas tienen más masa que otras. Este problema quedaría resuelto con el bosón de Higgs. Según esta propuesta, el espacio estaría impregnado por una especie de campo de fuerza. Las partículas que atravesasen con mayor facilidad esta melaza cósmica tendrían menos masa, y las que encontrasen más resistencia tendrían una masa mayor. Este mecanismo tendría una partícula asociada, conocida como bosón de Higgs. Si existe, debería aparecer en los experimentos del LHC.

¿Qué otras cosas puede encontrar?
La búsqueda del LHC no se reducirá, ni mucho menos, al higgs. Otro de los enigmas que se tratará de resolver en el CE RN es el motivo por el que el universo alberga más materia que antimateria, cuando en el origen la cantidad de ambas era idéntica. Si esta situación se hubiese mantenido, en la actualidad el cosmos sólo sería radiación y no existirían estrellas ni planetas, ni, por supuesto, las personas. El experimento LHCb permitirá averiguar qué fenómeno ‘nos salvó’.