miércoles, mayo 28, 2008

El Botón Rojo del Fin del Mundo (I)

A estas alturas, imagino que soy el último que se pone a hablar del Botón Rojo del Fin del Mundo... pero es un tema del que quiero hablar por varias razones. Por un lado, la física de partículas es interesante. Por otro lado, los aceleradores de partículas son unos de los ingenios más impresionantes que el ser humano ha construído. Y por último, no deja de sorprenderme que sigan surgiendo alarmismos, muchas veces amparados por medios de comunicación que suponemos serios.


¿Qué es el Botón Rojo del Fin del Mundo?

Es una forma de hablar, entre jocosa y paranoica, para referirse a la próxima puesta en marcha del LHC.

¿Qué es el LHC?

LHC son las siglas de Large Hadron Collider, es decir, Gran Colisionador de Hadrones. Se trata de un acelerador de partículas. Un acelerador de partículas es, en pocas palabras, un dispositivo que se usa para hacer que partículas subatómicas alcancen velocidades muy altas (y por tanto, energías muy altas) para hacerlas chocar con otras partículas.

¿Cómo funciona un acelerador de partículas?

Simplificando mucho, los aceleradores de partículas funcionan con imanes. Las partículas que se quieren acelerar tienen una pequeña carga eléctrica. Supongamos que cogemos un protón: tiene una pequeña carga positiva. Si ponemos el polo positivo de un imán cerca del protón, la partícula será repelida por el campo: es como si la empujásemos. Imaginemos que ponemos allá hacia donde es empujada la partícula un polo negativo de otro imán: el pequeño protón se sentirá atraído por ese polo y su velocidad aumentará. Pero cuando se ha movido hacia ese polo negativo, lo quitamos rápidamente y le ponemos detrás a la partícula otro polo positivo... con lo cual volverá a ser repelida y aumentará su velocidad... El efecto es el de estar empujando la partícula mediante imanes. Sólo que en el acelerador de partículas, los imanes son electroimanes que se encuentran fijos, y que van cambiando de polaridad según se acerca o se aleja la partícula, siempre de modo que la partícula va cogiendo más y más velocidad. Para una descripción más detallada, te recomiendo que mires aquí.

¿Para qué quieres hacer chocar partículas a alta energía?

Todos sabemos que a veces la única forma de aprender cómo funciona algo es desmontándolo. Hablando en sentido figurado, al hacer colisionar partículas subatómicas a gran velocidad, lo que hacemos es desmontar la materia para ver cómo funciona. De las consecuencias del choque se obtienen pruebas que nos dicen si las teorías científicas que se aceptan hoy día tienen razón o están equivocadas.

¿Qué es un hadrón, de todos modos?

Hadrón es una palabra que se usa para referirse a un conjunto determinado de partículas subatómicas. En concreto, un hadrón es cualquier partícula sometida a la interacción nuclear fuerte. En el universo hay cuatro fuerzas que son las responsables de todas las relaciones entre partículas. Son la fuerza de la gravedad, la fuerza electromagnética, y dos fuerzas exóticas que sólo se manifiestan a escalas muy pequeñas y que se han denominado interacción nuclear débil e interacción nuclear fuerte. Si una partícula experimenta la interacción nuclear fuerte, es un hadrón. Los hadrones componen la mayoría de la materia que conocemos. Por ejemplo, los protones y los neutrones que hay en los átomos son ejemplos de hadrones. Los hadrones se consideran formados por quarks.

¿Y qué es un quark, ahora que lo mencionas?

Hoy por hoy, es el componente más pequeño de la materia que se ha podido encontrar, junto a los leptones. Leptones y quarks son los ladrillos con los que está hecha la materia. Sin embargo, aunque son la partícula más pequeña que se puede encontrar en la naturaleza, eso no significa que te puedas encontrar por ahí un quark solitario, aislado... hoy por hoy, los quarks no existen de manera aislada. Siempre están unidos a otros quarks formando partículas mayores.

¿Por qué dices "hoy por hoy"?

La historia de la física de partículas subatómicas es una historia de creer que se ha encontrado la "partícula fundamental" o partícula más pequeña, para después comprobar que a su vez esa partícula está compuesta de otras más pequeñas. Bien podría suceder lo mismo con los quarks, aunque sinceramente, parece que esta vez no es así y nos encontramos realmente ante una partícula indivisible.

¿Para qué sirve el LHC?

Los experimentos que se realizarán en el LHC nos ayudarán a entender mejor cómo es y cómo funciona el universo en el que vivimos. Nos dirá cómo de encaminadas van nuestras teorías sobre el universo: si hemos acertado o hemos errado mucho. Sus resultados nos ayudarán a subir unos cuantos escalones hacia un sueño que la ciencia acaricia desde hace tiempo: una teoría que explique todas las interacciones entre partículas (ahora mismo no existe una teoría tal y las que hay tienen sus huecos). En última instancia, nos harán comprender mejor qué es la realidad, así que hasta se puede decir que tendrá su influencia sobre la filosofía.

¿Cuándo lo pondrán en marcha?

La puesta en marcha del LHC está prevista para mediados de Junio de este año. Las primeras colisiones tendrán lugar dos meses después, es decir, para mediados de Agosto.


¿Por qué se relaciona el LHC con el fin del mundo?

Cualquier acelerador de partículas maneja una cantidad ingente de energía en su funcionamiento normal. Cuando el LHC esté encendido, la energía total almacenada en sus imanes será de 10 gigajulios. Cada uno de los rayos que recorra el acelerador con el fin de colisionar entre sí llevará una energía de 362 megajulios, que equivale a la energía que tendría un Audi A4 si fuéramos capaces de ponerlo a 2.560 kilómetros por hora. Si se piensa que la partícula que llevará esa energía tiene una masa de 1,15 milmillonésimas de gramo, nos podemos hacer una idea de lo que supone para la partícula.

Esta inmensa energía puede producir explosiones catastróficas en caso de que hubiera una fuga, similares a las que causaría la caída de una bomba convencional usada en bombardeos aéreos. Pero a lo que se hace referencia realmente cuando se habla del "fin del mundo" es a ciertos resultados exóticos que podrían aparecer (teóricamente) debido a estas colisiones a energías nunca antes alcanzadas. Hablaré de estos resultados exóticos en la próxima entrada.

(Continuará...)

2 comentarios:

tinne dijo...

Rydwlf, me encanta tu blog...de vez en cuando vengo por aquí y siempre me fascina leer cosas tan dispares, interesantes y bien escritas. El botón rojo forma parte de la imaginería de mi infancia, así que éste lo voy a leer depacito. Muchas gracias.

Rydwlf dijo...

Gracias, Tinne, por tu comentario. Es una verdadera satisfacción que ésto os resulte agradable y entretenido. Estos días no he tenido mucho tiempo para publicar, pero tengo a medio escribir la segunda parte de este artículo y una pequeña nota sobre Hildegard Von Bingen, la mística del S. XII. Tengo ganas de ponerlos ya en el blog. Espero que te gusten.

Gracias de nuevo y un saludo,
R.