El CERN y el LHC
El LHC
El Gran Colisionador de Hadrones, GCH (LHC en inglés) es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en el CERN. Fue diseñado para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones, de hasta 7 TeV de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos. Consta de 5 detectores de partículas: ATLAS, CMS, LHCb, ALICE y TOTEM.
Funcionamiento y primeros experimentos
Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.
Una vez enfriado hasta su temperatura de funcionamiento (de 1,9 K), los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008, y el primer intento para hacerlos circular por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre del año 2008. Aunque las primeras colisiones a alta energía en principio estuvieron previstas para el 21 de octubre de 2008, el experimento fue postergado debido a una avería que produjo la fuga del helio líquido que enfría uno de los imanes superconductores.
A finales de 2009 se volvió a poner en marcha, y el 30 de noviembre del 2010 se convirtió en el acelerador de partículas más potente al conseguir energías de 1,18 TeV en sus haces.
Este instrumento permitió confirmar la existencia de la partícula conocida como bosón de Higgs el 4 de julio del 2012, a veces llamada “partícula de la masa”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos" del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales adquieren propiedades como la masa.
Uno de los 5 detectores de partículas del LHC
Propósitos
Los físicos confían en que el LHC proporcione respuestas a las siguientes cuestiones:
- El significado de la masa (se sabe cómo medirla pero no se sabe qué es realmente).
- La masa de las partículas y su origen (en particular, la existencia del bosón de Higgs).
- El origen de la masa de los bariones.
- Número de partículas totales del átomo.
- A saber el por qué tienen las partículas elementales diferentes masas (es decir, si interactúan las partículas con un campo de Higgs).
- El 95% de la masa del universo no está hecha de la materia que se conoce y se espera saber qué es la materia oscura.
- La existencia o no de las partículas supersimétricas.
- Si hay dimensiones extras, tal como predicen varios modelos inspirados por la Teoría de cuerdas, y, en caso afirmativo, por qué no se han podido percibir.
- Si hay más violaciones de simetría entre la materia y la antimateria.
- Recrear las condiciones que provocaron el Big Bang.