En
realidad el LHC consta de 5 aceleradores de partículas, uno lineal y cuatro circulares.
Primero
hay que obtener los protones. Esto se hace ionizando gas hidrógeno, que está
dentro de esta botella roja. Para ello lo calentamos hasta muy altas
temperaturas.
Esos
protones los dirigimos hacia un acelerador lineal de partículas, que es este
tubo rojo de unos 200 m de largo.
Si
miráramos dentro del acelerador veríamos lo siguiente:
Cada
uno de los tramos azules es una zona de aceleración. Se trata de dos placas
eléctricas con distinto potencial entre las que se crea un campo eléctrico constante
(este problema que tantas veces hemos hecho en 2º Bachillerato, ¿verdad?). El
protón, al entrar dentro del campo eléctrico se acelera según la ecuación q · E
= m· a; Esto se hace un enorme número de veces dentro del tubo de forma que el
protón pasa de estar “en reposo” cuando entra en el tubo a una velocidad
cercana a 105 m/s cuando llega al final del mismo, 200 m más allá.
Después el protón entra en 4 aceleradores circulares, tal y como muestra el
siguiente video.
Los choques se
producen en las regiones brillantes del último acelerador, el LHC, y cada uno
de esas regiones brillante corresponde a un experimento distinto (Atlas, Alice…).
Los choques de partículas se producen porque introducimos haces en sentido
contrario.
¿Y por qué cuatro aceleradores? En realidad, según nos explicaron, lo que se ha ido produciendo es una ampliación del CERN, y cada nuevo acelerador construido se ha ido acoplando al existente anteriormente para conseguir mayores velocidades y no desaprovechar lo que ya existía. Así se ha conseguido que el LHC, el mayor de los aceleradores tenga una longitud de tunel de 27 km enterrados 100 m bajo tiera y que produce una energía en los puntos de colisión de 7 TeV, suficiente para fundir 500 kg de Cobre.
El
funcionamiento de estos aceleradores circulares es básicamente el explicado en
la pregunta del ciclotrón en 2º Bachillerato, se
basa en la Ley de Lorentz.
Esta
sería la imagen de una colisión de partículas en el experimento atlas
Es
posible que estés pensando bien, muy espectacular, pero tal vez tengas dos
preguntas sin contestar:
1.
¿Cuánto cuesta todo
esto? 724 millones de €/año
2.
Y… ¿Sirve para algo? ¿Merece
la pena gastar esta cantidad de dinero en colisionar partículas? ¿Qué va a
aportar a la Ciencia y a la vida en general el descubrimiento del bosón de
Higgs, por ejemplo?
Aquí
tengo varias respuestas, primero algo práctico. Como ya he comentado en el CERN
se desarrolló internet, también se han desarrollado tecnologías con
aplicaciones muy distintas, fuera del campo de la física como por ejemplo el PET (Position Emission Tomography), muy habitual en los hospitales.
Y si
no te he convencido tengo una respuesta más filosófica:
Si
pudieses preguntar:
·
a un señor de
principios del siglo XIX para qué sirve la corriente eléctrica ,
·
a un señor de
principios del XX para que Marie Curie estudiaba la radiactividad
¿Sabrían
contestarte?
En
palabras de Garoe González Parra, investigador español de CERN, al que desde
aquí doy las gracias por su amable atención y la de sus colaboradores en el día
que hice mí visita:
“Somos
humanos y somos curiosos y queremos entender el mundo que nos rodea”.
Para
la física sin duda es un gran avance. De la misma manera que Maxwell unifico
las teorías eléctrica y magnética en el siglo XIX, ahora el bosón de Higgs
permitirá unificar esta con la fuerza débil y quién sabe si unificarlas algún
día con la fuerza nuclear fuerte o la gravitatoria… solo el tiempo podrá
decirlo.
Y si
nada de esto te ha convencido, podemos recurrir a las palabras de Michael Faraday,
descubridor de la inducción magnética en el siglo XIX, cuando un político le
preguntó para qué demonios podría servir su descubrimiento. A lo cual Faraday
respondió: "señor, no estoy muy seguro, pero es más que probable que
dentro de veinte años usted cobre impuestos por ello".
Por
último te recomiendo la lectura del siguiente artículo, llamado el
bosón de Higgs explicado a mi abuela.
Documentación
consultada para hacer la entrada:
Presentación
de Garoe González,
científico español del CERN.
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