Una máquina para rastrear el origen del universo

Un acelerador de partículas es como uno de esos simuladores en los que se hace chocar a los vehículos con un muro y se evalúan las deformaciones producidas. En un acelerador se hacen chocar haces de millones de partículas entre sí, y como resultado se obtienen nuevas partículas y una gran energía desprendida. El LHC, el acelerador de partículas más potente del mundo, se inaugura hoy oficialmente en la afueras de Ginebra, en el CERN, la principal sede europea de la física de partículas. Un proyecto de 6.000 millones de euros, 80 países implicados y un objetivo: encontrar el bosón de Higgs -una partícula elemental clave para explicar el origen del universo- o demostrar que no existe. En cualquiera de los casos, supondrá un importante avance en la física que estudia lo más íntimo de la materia, sus estructuras más inescrutables.

Un aviso: los aceleradores no tienen utilidad práctica. Al menos no directa, pero algunos de los materiales y tecnologías que se utilizan para construirlo sí que la tienen. Las partículas se aceleran mediante gigantescos imanes fabricados con superconductores, los mismos que se utilizan en los trenes de suspensión magnética que están empezando a funcionar en Japón. Para que funcionen correctamente hay que mantenerlos en temperaturas muy bajas, inferiores a los 200 grados bajo cero, para lo que se requiere tecnología criogénica, que también se puede aplicar en otros ámbitos, al igual que la electrónica y la computación.

El estreno del LHC se ha visto salpicado por la denuncias de que pueda crear agujeros negros que absorban la Tierra, presentadas ante un tribunal de Hawai y ante el de Derechos Humanos de Estrasburgo por varios científicos. Los principales organismos de físicos han desestimado estas denuncias, afirmando que si se producen dichos agujeros negros serán poco estables, e inofensivos.

El LHC está construido en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia, el mismo que ocupó su predecesor, el LEP. Las partículas pierden energía por la tangente de las curvas y por eso se intenta que la circunferencia sea lo más amplia posible. ¿Por qué no hacerlo lineal? Fernando Barreiro, profesor de la Universidad Autónoma de Madrid y participante en los experimentos del LHC, explica que en los circulares los haces de partículas pueden chocar varias veces entre sí y proporcionar más información.

En el LEP se hacían chocar electrones y sus primos de carga positiva, los positrones. En el LHC, Large Hadron Collider, se lanzarán un tipo de hadrones, los protones, que tienen más masa que los electrones y por tanto más energía. El LHC alcanzará siete teraelectronvoltios de energía, siete veces lo que logra el acelerador más potente hasta ahora, el Tevatron de Illinois (EE UU).

Haciendo un símil con los rayos X, que penetran más que la luz normal, cuanta más energía se utiliza para analizar la materia más al fondo se llega. Y energías gigantescas y distancias minúsculas son las características de los primeros instantes del universo, cuando era pequeño y la energía y la masa estaban muy concentradas. En ese camino hacia el origen del universo el siguiente hito es hallar el bosón de Higgs.

Los físicos diseñan modelos que buscan el orden, la simetría escondida detrás del caos aparente. Las piezas de estos puzles son las partículas, y el bosón de Higgs es una de las piezas clave para comprobar si los rompecabezas están bien diseñados. No encontrarlo obligará a idear otros nuevos. ¿Cómo se puede demostrar que no existe? La masa del bosón de Higgs sólo puede estar, según las instrucciones del puzle, dentro de un determinado rango, y ese rango terminará de barrerse con el LHC.

Los físicos esperan encontrar otras partículas, aparte de la más deseada, pero los primeros descubrimientos tardarán meses o incluso años en producirse. La investigación es puramente básica, pero la historia da muestras de cómo por el camino de la teoría se han ido encontrando aplicaciones prácticas. Hay varios centenares de españoles trabajando tanto en el propio acelerador como en los experimentos que tendrán lugar en él, o en los trabajos previos, como el diseño de programas de simulación probabilística que producen los resultados teóricos, que luego se contrastan con los reales.

'Hay mucha expectación', cuenta desde Ginebra el investigador Jesús Puerta Pelayo. 'Sobre todo para los que trabajan en el acelerador', que están ocupados en orientar los haces de protones para que no estropeen los muy sensibles detectores. La física de partículas se pone de largo hoy a las 9.30 de la mañana.