Gran Colisionador de Hadrones

El 10 de septiembre de 2010, Chayya, una adolescente de la provincia de Madhya en el centro de la India fue ingresada al hospital por una sobredosis a base de sulfamidas. Lamentablemente no sobrevivió. En realidad había cometido suicidio, al parecer, no quería ser testigo de cómo el mundo se acercaba a su fin por culpa de un montón de científicos locos que juegan a eso de querer ser Dios.

Pasa que ese mismo 10 de septiembre de 2010, horas más, horas menos, en las tremendas profundidades de la frontera entre Suiza y Francia, se levantaba el switch que echaba a andar el Large Hadron Collider (LHC) o Gran Colisionador de Hadrones que pretendía recrear o emular el momento justo en que se creó el universo tal y como lo conocemos.

El instante cero del universo.

 ¡NOS CHUPARÁ UN HOYO NEGRO!


En 1995, el Laboratorio Europeo de Partículas (CERN por sus siglas originales en francés que entonces significaban Organización Europea para la Investigación Nuclear, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) aprobó la monumental construcción de un túnel circular de 27 kilómetros de diámetro entre 80 y 100 metros bajo tierra que abarca el territorio de frontera entre Francia y Suiza, en cuyo interior se planeaba soltar partículas de protones en sentidos contrario, con el fin de que estas en algún momento colisionaran entre si. La ambición de este experimento era de tal magnitud, que ese posible choque de protones parecía tener la misma potencia de energía que cuando se supone ocurrió el Big Bang, aquella explosión que dio origen al universo y del cual el planeta Tierra representa una migaja. Migaja habitada por una compleja, diversa, naturaleza viva y unos cuantos millones de seres humanos.

Se planeó entonces que el primer protón que girara en el sentido de las manecillas del reloj se suministrara el 1 de agosto de 2008.

Y conforme el 2008 se acercaba, un grupo de científicos empezó a manifestarse en contra de que el LHC fuera puesto en funcionamiento, argumentando que al provocar el choque de protones existían altas probabilidades de generar agujeros negros que surgirían de forma microscópica a niveles millonésimos, pero con capacidad de expandirse, hasta crecer y succionar nuestro planeta, al sistema solar y en una de esas el universo mismo; parecían imaginarse a todos nosotros entrando en una vorágine que destruya todo lo que conocemos y como lo conocemos, flotando en un limbo de anti-tiempo desconocido, como ese capítulo de los Simpsons en el que un jugador de beisbol cae en un agujero en el que hay espirales rojas y fórmulas de Einstein flotando en la nada mientras cae y cae al infinito.

Después de todo, no se ha podido averiguar hasta el día de hoy qué hay dentro de un agujero negro.

Ese mismo 2008, el doctor Walter Wagner, un experto en seguridad nuclear que participó en experimentos físicos en los 70 y que dice haber detectado “rayos cósmicos anómalos” (Wagner es ligeramente citado en un artículo de la revista Time de 1975 llamado Bring It Back Alive), junto con algo así como un divulgador científico de origen español Luis Sancho, interpusieron una demanda ante un tribunal de Honolulu en Hawaii contra el CERN, exponiendo el caso de que el gigantesco experimento del LHC pondría a la humanidad en un desconocido peligro sin retorno.

“El mismo CERN reconoce que al ser un experimento nuevo, la recreación del big bang traerá sorpresas. Pero se sabe ya bastante de lo que se producirá en el CERN. Puesto que el acelerador previo al CERN, el RHC, creó un liquido ultra denso de materia extraña, inestable todavía por no tener suficiente energía, pero que ya mostraba las cualidades de un proto-agujero negro. Pero la energía añadida del LHC (unas 50 veces mas) será suficiente para que esos fetos de materia extraña nazcan con estabilidad y empiecen a crecer absorbiendo nuestra materia”, decía Luis Sancho para sustentar su demanda.

HASTA QUE NO ESTEMOS A SALVO

Una traza hipotética del bosón de Higgs en una colisión simulada de protón-protón.

Wagner y Sancho subieron un sitio a Internet en donde alertaban a la humanidad entera, instándola a sumarse a su causa y evitar así la catástrofe del fin del mundo: DETÉN EL LHC HASTA QUE SEPAMOS QUE ESTAMOS A SALVO

Con esos amarillistas encabezados, los habitantes del planeta Tierra empezaron a saber del LHC, más por sus posibles accidentes, que nos desintegrarían, que por el objetivo de lo que acaso ya es el experimento científico más importante y ambicioso del nuevo milenio: confirmar la teoría de lo que hasta hoy entendemos es la composición de la masa, y para ratificarla, hay que averiguar si existe esa partícula que explicaría cómo una cadena de partículas forman la masa de lo que todo está y estamos hechos: el Bosón de Higgs, malinterpretada en términos escandalosos como la partícula de Dios.

“Es cierto que había posibles riesgos y el más alarmante era justamente el de los dichosos hoyos negros”, explica Alberto Güijosa Hidalgo, investigador titular del Departamento de Altas Energías del Instituto de Investigaciones Nucleares de la UNAM:

“De hecho, eso sigue siendo una posibilidad especulativa, pero como especulativa que es, no sabemos si están bien o mal. Si hay teorías que permiten la posibilidad especulativa de que estos choques de protones se generen agujeros negros chiquitos.

Ahora, creemos entender lo suficiente las propiedades de los agujeros negros, como para saber que cuando son así de chiquitos (que de acuerdo con los cálculos matemáticos, incluyendo los de Wegner y Sancho son como surgirían los hoyos negros), se evaporarían rapidito, literalmente. Esto fue justamente lo que hizo famoso a Stepehen Hawking, puesto que descubrió que los agujeros negros no son negros por completo, que si tomas en cuenta estas reglas extrañas del mundo microscópico que se llama la mecánica cuántica, los agujeros negros echan lucecita de a poquito, y entonces van perdiendo energía de a poquito a poquito, hasta que se evaporan.

Y resulta que el ritmo con el que se evaporan aumenta entre más chiquitos son, a diferencia del resto de los objetos normales que mientras más luz irradien se enfrían, los hoyos negros mientras más luz avientan, más se calientan, por lo que están condenados a desaparecer.

En el caso de los agujeros negros chiquititos, resulta que ese tiempo es muy rápido, por lo que de surgir, desaparecerían en fracciones de segundo, mucho antes de que los pudiésemos detectar. A fin de cuentas, nunca veríamos agujeros negros, sino un baño de partículas con los nietos de los agujeros negros, rastros de que anduvieron por ahí, pero que ya se evaporaron. Es tan rápido que no les daría tiempo ni de darle una vuelta siquiera al LHC”.

El 4 de Julio, el CERN anunció el descubrimiento de una partícula que por sus características, podría ser el tan buscado Bosón de Higgs. Para que esto sucediera, los protones tuvieron que colisionar a fuerzas. Quién sabe cuantos hoyos negros hayan perecido, la Tierra sigue dando vueltas alrededor del sol y la pobre de Chayya se suicidó en balde.

Pero al final ¿qué sentido tiene para la humanidad que el CERN haya invertido algo así como 10 mil millones de dólares en esa gigantesco aro tubular, tan sólo para averiguar si existe una partícula millonésimamente diminuta? ¿En que cambiará tal descubrimiento en nuestras vidas?

DIOS Y ESTA PARTÍCULA

A decir verdad, con las colisiones controladas de protones que se dan dentro del LHC, se pretende obtener una mayor compresión de lo que es la masa, investigar las propiedades de la gravedad a niveles microscópicos (aunque usted no lo crea, de las fuerzas que nos rodean, la de la gravedad hasta hace poco parecía ser la más débil, por ejemplo: si uno suelta un vaso de plástico, este cae al suelo por la fuerza de gravedad, pero basta con que uno ponga un dedo meñique al centro del vaso para que no caiga ¡¿Cómo es que el dedo no cae junto con el vaso hacia el suelo?! Pues bien, gracias al LHC, se empiezan a detectar partículas de la gravedad que dan indicios de que esta no es tan débil como se pensaba), pero de todas estas investigaciones, es acaso la búsqueda del Bosón de Higgs la que más atención atrapa, pero ¿Por qué? ¿Qué tiene de especial esa partícula que la hace tan cotizada? ¿Y porqué rayos la mencionan como la partícula de Dios?

Hasta cierto punto, puede ser que esa partícula sea la pieza que falta para simplemente saber de qué estamos hechos nosotros y el resto de la materia que nos rodea.

Es como si nos pusieran un microscopio sobre alguna partecita de nuestra piel, muy pequeñita, menos de un centímetro y tuviera la capacidad de penetrar hasta el interior más recóndito del hueso: ese microscopio llegaría a una estructura de átomos compuesto por partículas de electrones y neutrones.

Lo sorprendente es que todo lo que nos rodea, desde la punta de un lápiz hasta las estrellas que vemos por la noche brillando por encima de las nubes, a kilómetros de distancia, también están compuestos de electrones y neutrones, con sus respectivas combinaciones de otras partículas.

Otra forma de entender el hallazgo del Bosón de Higgs y su importancia es a partir de un modelo que propone Alberto Güijosa: si Bob Esponja, Patricio, Calamardo y todos los habitantes de Fondo de Bikini existieran, lo más probable es que no supieran que al final viven en un mar compuesto de partículas de hidrógeno y oxígeno, han nacido y vivido en él desde que nacieron que para ellos es normal e intrascendente.

De alguna manera, lo mismo sucede con nosotros, vivimos en un mar de partículas, pero no lo sabemos, o percibimos, como cuando te bañas y sientes las gotas de agua caer sobre tu cuerpo.

Es más, por un momento deja de leer este texto y extiende tu mano: quizás pienses que ahora mismo estás suspendido en la nada. Pues bien, parte de lo que están descubriendo en el LHC es que esa nada en la que crees está tu mano, no está tan vacío como pensamos, justo ahora, tu mano está siendo atravesada por partículas, un mar de partículas, y que como todo mar, se suscitan olas, tu mano está desatando olas de partículas aparentemente imperceptibles.

Al ser humano, nos tomó aproximadamente 200 mil años descubrir que vivimos en un mar de aire, aire con partículas.

El universo está compuesto de un grupo de partículas elementales, como el electrón, los quarks arriba, quarks abajo, etc.

“Cuando la gente escucha cosas como partículas y Bosón de Higgs, parece que le estás hablando de cosas ajenas a su vida” cuenta Alberto Güijosa Hidalgo, Investigador Titular del Departamento de Altas Energías del Instituto de Investigaciones Nucleares de la UNAM:

“Y tengo que decirlo: no es que estemos explorando cosas chiquitas porque tenemos una obsesión por lo pequeño. Lo hacemos porque tratamos de descifrar las leyes básicas de la naturaleza, de TODA la naturaleza. Incluyendo el lugar que ocupamos nosotros en este universo.

El experimento del LHC podría ser una revolución en la manera de entender el mundo que para decirlo en imágenes, sería como descubrir que vivimos en un mar que no habíamos notado. Pero más específico, el Higgs es una pieza sin la cual el modelo estándar, que es la teoría más elaborada y precisa que tenemos para entender el mundo microscópico, podría desmoronarse. Imagina que estás construyendo un arco y te falta sólo poner el ladrillo de en medio que es la más importante porque es la que soporta toda tu estructura, si en esta, todo el arco se viene abajo. ¡Lo mismo pasa con las partículas! A través de la Historia hemos descubierto partículas, que si las entendemos como ladrillos unos sobre otros, es que se ha podido armar lo que hoy entendemos y denominamos como modelo estándar.

Pero dada las características de esos ladrillos, tenía (o tiene que) haber una partícula que esté sosteniendo ese arco que es el modelo estándar. Sabemos que deber existir pero no hemos podido encontrarlo. Hasta ahora. Esa partícula que sabemos debe existir pero no la encontramos, es el Bosón de Higgs”.

Y es que el modelo estándar se llama así precisamente porque es una posibilidad entre muchas, de altísimos niveles de precisión, pero posibilidad después de todo. Es decir, en la definición del modelo estándar tiene que existir el Bosón de Higgs, de lo contrario, habría que deshacer el modelo estándar y construir nuevas teorías.

Hasta ahora se sabe que el universo está compuesto de al menos tres ladrillos (partículas) básicos: el electrón, el quark arriba y el quark abajo, todo, nosotros, nuestra mascota, la ventana, absolutamente todo tienen estas tres partículas.

El actual modelo estándar propone un modelo de 16 partículas entre leptones (en las que se encuentran el electrón, el muon, el tau y neutrinos) y quarks, esto son las únicas partículas capaces de interactuar con la cuatros fuerzas fundamentales descritas por la física: interacción electromagnética, interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, y desde luego la fuerza gravitatoria.

Confirmar la existencia del Bosón de Higgs también implicaría precisar lo que hasta hoy entendemos como masa: “Nuestra fórmula predice que si sólo existieran 16 partículas, ninguna podría tener masa. Si las partículas no tuvieran masa, se moverían a la velocidad de la luz ¡Y no estaríamos aquí para contarlo” dice Alberto Güijosa Hidalgo: “Nuestra fórmulas predicen que si solo existieran estas 16 partículas, ninguna podría tener masa. Lo que pasa es que 14 de ellas si tienen masa, así que debe existir algún otro ingrediente en la receta ¿Qué ingrediente permite las masas? No estamos seguros exactamente cuál o cuáles son los ingredientes faltantes. Pero el modelo estándar hace la suposición más sencilla posible, la existencia de una sola partícula: el Bosón de Higgs”.

¿Y en que cambiara todo esto? De entrada, habría que hacer una revisión a los libros de gratuitos de texto que se regalan en las primarias, los de Física y Química de las secundaria y la preparatoria, porque los alumnos estarían aprendiendo un modelos de partículas no muy preciso.

Ahora bien, el Investigador Titular del Departamento de Altas Energías del Instituto de Investigaciones Nucleares de la UNAM, Alberto Güijosa Hidalgo, aclara que el descubrimiento del 4 de julio no quiere decir precisamente que ya hayan dado con el Bosón de Higss, sino que el LHC ha arrojado datos de que algo apareció, que por sus características que apenas se están estudiando podría ser que se trate del tan buscando Bosón de Higgs, aunque también podría tratarse de otra cosa, Güijosa Hidalgo considera que falta algo así como un año para que se pueda saber con certeza si en verdad se trata del Bosón de Higgs.

Por cierto, ¿por qué se llama Bosón de Higgs y al mismo tiempo Partícula de Dios?

Bien, se llama Bosón porque las partículas son de dos tipos: fermiones que tienen una capacidad de algo así como antisocial (su condición les prohíbe hacer lo mismo al mismo tiempo entre los cuales entran los electrones), y los Bosones, cuya característica es justamente la contraria, son sociables, hacen lo mismo al mismo tiempo y entre ellos están los fotones, que son los que se encargan de dar forma por ejemplo, a los rayos láser de los antros.

De Higgs, porque en 1964 después de hartas fórmulas, el físico Peter Higgs, propuso con altos grados de precisión la posible existencia de un bosón que se encargara de sostener el modelo estándar, y de otorgarle masa a la partículas. En realidad, otros científicos habían llegado a la conclusión de este Bosón. Sin Embargo, Peter Higgs decía que puede ser que estemos en un mar de Higgs y que aún no nos demos cuenta.

Hace unas líneas arriba, cuando sostuviste tu mano en la nada, y que ya sabes que la nada no es tal como pensabas, y que desatabas olas de partículas, puede ser que una de esas olas, muy pequeñitas, sean olas de bosones de Higgs, olitas que se encargan de que tengamos una forma de humanos en este universo y no un licuado de partículas viajando a la velocidad de la luz.

Por último, la partícula de Dios es un mero accidente editorial, por decirlo de algún modo. El profesor universitario, Premio Nobel de Física en 1988, escribió un libro en 1996 de divulgación científica que explicaba la importancia a las respuestas del universo de hallar el Bosón de Higgs, su obra tenía el tentativo título de La Maldita Partícula de Dios (The God Damn Particle), pero algún editor olfateó que si el libro salía a la venta con el nombre de la partícula de Dios, tendría mucho más éxito.

Y tuvo razón. El libro fue un trancazo e impuso, involuntariamente, un término que la verdad es que a los científicos no les hace mucha gracia.