Colisionador de Hadrones: decelerar para descubrir

Por Abril Palomino

Ciudad de México, México, 21/01/13, (N22).-  La Organización
Europea para la Investigación Nuclear (CERN, siglas en francés) tendrá actividad
este año, aun cuando el acelerador Gran Colisionador de Hadrones entre en un
periodo de “ inactividad” por 20 meses para realizarle labores de mantenimiento
y acondicionamiento, que lo pondrán a punto para que alcance las energías para
las cuales fue diseñado.

Sobre estas labores de mantenimiento ya programadas,
existen muchas dudas sobre si son labores extraordinarias o si ocurre algún
problema. En realidad existen tres pausas programadas de largo tiempo para el
proyecto del Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en ingles); la primera
pausa inicia este 10 de febrero y después vendrá una pausa en 2018 y otra más
en 2022.

Al respecto, en entrevista, el doctor  Gerardo Herrera Corral, investigador mexicano
quien trabaja en el CERN, habló sobre este trabajo:

Un
anillo acelerador con 40 años de trabajo

-Hace
unos días se informó que el Gran Colisionador de Hadrones haría una pausa de 20
meses debido a que requería mantenimiento ¿En qué consiste esté mantenimiento?

-El GCH es un inmenso anillo, una máquina que va
cien metros por debajo del nivel del suelo, que lleva a los protones a una
energía extremadamente alta; este anillo recibe los protones de un acelerador
que es un poco más pequeño, que está a 50 metros del nivel del suelo, se llama SPS
(Super Proton Synchotron). Éste es un acelerador muy viejo y funciona muy bien,
pero muchos de los equipos que se encuentran ahí han estado funcionando durante
cuarenta años. Es por eso que es necesario cambiarlos, debido al envejecimiento
normal y porque los efectos de la radiación van dañando algunos de los
componentes. Cuando el LHC regrese a su funcionamiento, el acelerador tendrá
más energía, es decir, los protones actualmente tienen la mitad de la
energía  para la que el acelerador fue
creado. En 2015, cuando el LHC regrese a funcionar lo haga con el doble de
energía.

Eso significa que los magnetos con los que funciona
la máquina correrán con una corriente aun mayor; entonces, es importante checar
varios de los circuitos; la potencia va a ser mayor de la misma manera que los
riesgos, la seguridad y las probabilidades de falla son más altas. Será
necesario un mayor chequeo en el Colisionador. Éstos son algunos de los
ejemplos que se deben revisar, supervisar y sustituir para que el acelerador
funcione como hasta ahora, excelentemente.

Para
acelerar las particular, primero hay que decelerarlas

-En
el CERN ha habido proyectos muy interesantes e importantes sobre antimateria.
En algunos medios hemos estado escuchando en los últimos años los avances del
CERN en la construcción de antiátomos de hidrogeno. Otro de los proyectos que
se tienen contemplados durante la pausa de el Gran Colisionador de Hadrones en
el CERN es el estudio de la gravedad y la antimateria, ya que como usted ha
dicho “Conocemos y entendemos la gravedad; la sentimos todos los días, pero
todo lo que sabemos de la gravedad en materia, ahora se pretende estudiarla en
antimateria…” ¿Cómo se pretende estudiar este fenómeno?

-Los antiátomos de hidrogeno se forman por
antimateria, constituidos  por un
antiprotón y un antineutrón. Éstos se han logrado mantener por mucho tiempo
encapsulados en trampas de antimateria como se muestra en la película de Ángeles y Demonios, se tienen a varios
átomos de antimateria confinados en una botella magnética, por un buen rato; éstos
proyectos han sido muy exitosos.

Ahora en 2013, cuando el acelerador esté fuera de servicio
por mantenimiento se planea construir un nuevo decelerador. Ellos, para la
producción de antimateria, utilizan un decelerador, es decir, llevan los protones
que tienen una energía alta a una energía muy baja, le quitan energía a los
protones y al detenerlos lo más que se puede se combinan con antielectrones
para formar antiátomos de hidrogeno. Esto lo han venido haciendo por mucho
tiempo, pero ahora en 2013, ellos quieren construir un nuevo decelerador, es un
anillo de antiprotones de muy baja energía que se construirá este año y se
planea que entre en funcionamiento en dos o tres años más adelante, pero
esperemos tener actividades este mismo año que aumentará por mucho la
probabilidad de la ciencia para producir antimateria.

Estudios
sobre la gravedad en la antimateria

Se aprovechará la pausa del LHC para construir este
decelerador y en este nuevo decelerador ELENA se tendrá espacio para un
experimento más, y este experimento se llama AEGIS que ya está en construcción
y con el que se piensa estudiar la gravedad. Todo lo que sabemos de la fuerza
de gravedad es en átomos de materia, porque todo lo que conocemos a nuestro
alrededor está hecho de materia.

Ahora la gente se pregunta qué ocurre con la
gravedad en la antimateria, entonces se quiere usar este decelerador en la
antimateria y ver cómo estos átomos de antimateria son afectados por la
gravedad, ése es el objetivo de este nuevo experimento AEGIS, que está en
construcción y que durante la pausa del acelerador se espera llevará a una
etapa en la que se empiecen a tomar los datos, de tal suerte, que a finales del
2013, o principios del 2014, se espera tener los primeros resultados de los
efectos que tiene la gravedad sobre la antimateria.

La
gran incertidumbre de la ciencia y el proyecto ALICE

-¿Qué
resultados se planean o se esperan tener?

-La actividad es muy impredecible. Cuando nos va
bien a los investigadores encontramos algo completamente inesperado y cuando
esto ocurre estamos contentos y nos va muy 
bien. En estos proyectos como AEGIS o ALICE, estudiando interacciones de
protón y plomo. Que es otra de las actividades del 2013, no sabemos lo que
vamos a encontrar. Tenemos idea de lo que puede ocurrir, pero esperamos que
ocurran fenómenos diferentes de los que hemos venido observando.

-En
su último comunicado mencionó  la
actividad de ALICE con respecto a la materia, en condiciones parecidas a las
que existían fracciones de segundos después de la gran explosión. ¿Qué
respuestas y dudas surgen a partir de este experimento?

-ALICE es uno de los proyectos más importantes, es
donde participamos desde hace muchos años con un grupo de más de 20
investigadores de México, de diferentes instituciones del país y otro grupo de
más de 20 estudiantes técnicos-ingenieros trabajando en sus temas de tesis; en
este proyecto, ALICE, que es uno de los grandes detectores que se encuentran en
el LHC. Éste se encuentra en uno de los puntos de interacción donde los
protones y los iones de plomo chocan para producir radiación. ALICE se encarga
de ver esa radiación para entender qué ocurrió en esa colisión. En esas colisiones
pensamos que se crean las condiciones que existían en el Universo temprano,
apenas unas fracciones de microsegundo después del Big Bang. En ese entonces
hace 13 mil 700 millones de años  la
materia se encontraba a una temperatura enorme y a una densidad gigantesca que
ahora podemos estudiar con detalle en el laboratorio viendo estas colisiones.

ALICE ha venido midiendo la colisión de protón
contra protón y de iones de plomo contra iones de plomo. Pero ahora el 18 de
enero empezará a estudiar la colisión de protones contra plomo, es la primera
vez que un colisionador acelera a las dos partículas al mismo tiempo y las hace
chocar, es un logro técnico porque no es fácil tener a dos partículas tan
diferentes juntas y hacerlas chocar a muy alta energía.

ALICE estará estudiando estas colisiones del 18 de
enero al 10 de febrero y serán las colisiones de más alta energía que se hayan
observado en su tipo. Con esto ALICE pretende entender mejor cómo era el Universo
temprano, de tal suerte que estudiar a la interacción nos permite distinguir a
los fenómenos de una manera más detallada.

La
importancia de tener científicos mexicanos en el CERN

-¿Cuál
es la importancia para la ciencia en México al contar con un grupo de
investigadores trabajando en ALICE?