Académico USM explica el funcionamiento y futuros hallazgos del Gran C

Académico USM explica el funcionamiento y futuros hallazgos del Gran C

El pasado 30 de marzo comenzó con éxito la colisión de protones con mayor energía de la historia. Fue el inicio de los experimentos efectuados en Suiza, en las dependencias del CERN, utilizando la máquina conocida mundialmente como el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

El LHC es un anillo circular que tiene unos 27 kilómetros de perímetro, ubicado en las cercanías de Ginebra, Suiza, a unos 100 metros bajo tierra. En él se aceleran protones y otros núcleos atómicos a energías mayores a las alcanzadas en experimentos pasados. Ya se lograron choques de haces de protones con una energía inédita de 7 teraelectronvoltios (TeV), el gran paso para replicar el estado de la

materia en los primeros instantes del Big-Bang.

Claudio Dib, académico del Departamento de Física de la Universidad Santa María y uno de los promotores de la participación chilena en estos experimentos, aclara que “uno de los experimentos, llamado CMS, ya ha comenzado a visualizar comportamientos desconocidos en las colisiones, pero que necesitan más estudio para confirmarlos y entender su causa”.

Con respecto al funcionamiento del Gran Colisionador de Hadrones, el profesor USM explica que “en el LHC hay 4 experimentos principales, y cada uno tiene su detector puesto en un punto distinto de este anillo. El ATLAS, al que pertenece el grupo chileno, y el CMS están en puntos opuestos de esta gran circunferencia. Ambos son detectores genéricos, es decir, están hechos para descubrir partículas que no se conocen. Son muy grandes, capaces de detectar cualquier cosa nueva que ocurra”.

“Estos dos detectores ya están activos y en funcionamiento. Los han ido probando durante todos estos meses que

ha corrido el acelerador, para ver si son capaces de detectar lo que ya se sabe de este tipo de colisiones. Pero también han ido detectando cosas nuevas, porque los choques de protones a energías más altas de lo que se había logrado a la fecha, presenta desviaciones de lo que uno habría extrapolado, entregando información valiosa que está siendo objeto de estudio”, puntualiza.

Dib afirma que “además hay otros dos detectores que buscan cosas específicas: el ALICE y el LHC-B. El Alice no está hecho para estudiar colisiones de protones, sino de núcleos pesados. Durante 3 meses al año, en vez de protones meterán iones de plomo, núcleos con gran cantidad de protones y neutrones, y en estos choques se produce una sopa grande de partículas que reproduce lo que era la materia en el tiempo del Big-Bang. Estas colisiones empezarían a hacerse en noviembre, y el líder de nuestro grupo, el Dr. Will Brooks, está ahora en CERN preparándose porque deberá dirigir parte de la operación del detector ATLAS durante esas

colisiones. Por su parte, el Dr. Marco A. Díaz en la PUC dirige el grupo chileno encargado del monitoreo remoto del sistema de datos”.

El cuarto experimento es el LHC-B. En cuanto a este detector, el académico de la Universidad Santa María dice que “estudia las interacciones, producciones y decaimientos de una partículas que están formadas por unos quarks pesados, llamados quarks “b” (de “beauty” o belleza). Estos quarks pesados reflejan la llamada asimetría de CP, que básicamente dice que las partículas y las antipartículas no interactúan exactamente igual. Eso podría darnos algunas luces de por qué el universo que conocemos hoy en día está hecho de materia y no de antimateria”.

Posibles resultados a futuro

Claudio Dib sostiene que “el Bosón de Higgs explica por qué las partículas tienen masa. Si esto se produce en estas colisiones de protones, ATLAS y CMS deberían detectarlo. También estos dos detectores pueden descubrir otras partículas que se supone que deberían existir y que

explicarían otro tipo de teorías, como es el caso de la supersimetría, un tipo de interacción que mostraría un tipo de partículas nunca antes descubierta”.

Con respecto a los resultados del experimento ALICE, el profesor de la Universidad Técnica Federico Santa María aclara que “una de las cosas importantes de entender es la materia de quarks y gluones. Se supone que cuando uno tiene materia a muy alta temperatura, todos los átomos se van a disolver en sus componentes más esenciales que son los quarks. Entonces la materia existiría en una sopa de quarks libres, y el paso donde los quarks están confinados en sistemas ligados a esta sopa de quarks libres debería aparecer como una especie de transición de fases, similar a cuando el hielo se transforma en agua líquida: la materia aparece en otro estado”.

“Las etapas en que habría este “plasma de quarks y gluones” sería en las primeras millonésimas de segundos posteriores al Big-Bang. Este hecho podría explicar mejor los mecanismos que ocurren en

esa escala de tiempo, cosas que todavía no sabemos”, agrega.

En cuanto al detector LHC-B, Dib señala que “está dedicado a estudiar la manera en que las partículas interactúan y decaen. Estudian procesos extremadamente poco frecuentes, usando una tremenda cantidad de datos estadísticos”.

Inves

Fuente: UTFSM / Comunicaciones - 13/10/2010