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Miles de científicos e ingenieros de todo el mundo han participado en la construcción del acelerador de partículas más potente jamás construido. Toda la atención de la comunidad científica está focalizada en esta máquina única. El LHC es capaz de generar energía en las condiciones que surgió el Universo
Javier Cuevas, Coord. del Gruo de Física Experimental de Altas Energías de la Universidad de Oviedo.¿Qué es el LHC? El LHC es una máquina única, está en la frontera del conocimiento sobre la física de partículas. Queremos obtener respuesta a las preguntas más básicas sobre la constitución de las partículas elementales y a partir de ellas comprender la constitución y evolución del Universo como un todo. El LHC es un acelerador de partículas y además un colisionador. Para estudiar determinados fenómenos físicos es necesario hacer colisionar, chocar las partículas. Declaró en una entrevista que el LHC era un paso más en el sueño de Einstein, ¿a qué se refería? Existen cuatro fuerzas: la gravedad, el electromagnetismo, la interacción nuclear débil y fuerte. Einstein postuló la necesidad de cuantificar la gravedad pero desde hace más de 50 años los físicos teóricos y experimentales no lo han logrado. No se puede describir cuánticamente la gravedad como al resto de fuerzas constituidas por unas partículas elementales que la sufren y otras partículas que se intercambian cuando estas interaccionan. Teóricamente no es inmediato postular un mecanismo de gravedad cuántico. Lo que si puede ocurrir es que en el LHC se generen fenómenos debidos por ejemplo a la existencia de agujeros negros a través de los cuales se propongan modelos teóricos para acercarnos a la cuantificación de la gravedad, el sueño de Einstein. ¿Qué respuestas busca la comunidad científica en estos experimentos? Descubrir el Bosón de Higgs dando respuesta a la masa de las partículas y completar la unificación entre tres de las interacciones o fuerzas fundamentales. Además hay dos cuestiones más, una es responder al contenido de la materia oscura; sólo el 4,5 % del Universo que conocemos como un todo está formado por materia ordinaria, conocida como materia luminosa, átomos, protones… materia que emite luz , pero un 95% del Universo es materia oscura y no conocemos las partículas que la constituyen. Es posible que el LHC recreando las condiciones de alta energía de respuesta a este interrogante, y permita explicar por qué el Universo comenzó con un Big Bang, por qué ha evolucionado a un universo frío, y por qué está constituido en su mayor parte por materia oscura. La otra pregunta básica es la asimetría entre materia y antimateria. Tras el Big Bang no debería haber ninguna razón por la que el Universo esté constituido únicamente por materia, debería haber una igual proporción entre materia y antimateria y sin embargo no ocurre así; prácticamente no hay antimateria. Es necesario crearla en el laboratorio. ¿Qué es el Boson de Higgs, conocido popularmente como “la partícula de Dios”? El Bosón de Higgs es el responsable de que las partículas elementales tengan masa, es muy popular, está predicho desde hace 40 años y se necesita para explicar la unificación entre el electromagnetismo y la interacción nuclear débil. Partimos de que hay unas partículas elementales y unas fuerzas o interacciones entre la mismas; conocemos por ejemplo el electromagnetismo descrito por Maxwell; el electromagnetismo unifica dos fenómenos conocidos por todos: el magnetismo y la electricidad, y es la base de todos los fenómenos eléctricos y magnéticos pero también ópticos. En los 70 se produjo una nueva unificación entre el electromagnetismo como tal y la interacción débil de las partículas (interacción electrodébil), cuyo fenómeno más conocido es la radiactividad nuclear. Estas partículas tienen masa pero esa masa no es debida a ninguna interacción gravitatoria y se supone que quién proporciona masa a estas partículas es el Bosón de Higgs El equipo que usted dirige en la Universidad de Oviedo ha hecho hallazgos que nos acercan al Bosón de Higgs, ¿de qué se trata? La física de partículas actualmente avanza en gran parte en término de los aceleradores que están trabajando actualmente, hasta el año 2000 funcionó en el CERN el LEP. En la actualidad está funcionando en Chicago el Tevatrón y este año funciona el LHC. Son los únicos aceleradores en la frontera de las Altas Energías que funcionan en el mundo. Son máquinas únicas que uno tiene que explotar científicamente. Nuestro grupo ha tenido la suerte de trabajar con los tres aceleradores en la búsqueda del Bosón de Higgs. En LEP acabamos poniendo una cota de masa, en el Tevatrón estamos trabajando en uno de los procesos que dan lugar al Bosón de Higgs analizando los datos. Con el Tevatrón no es posible descubrir el Bosón, pero si descartarlo, si no existe lo sabremos. Hasta ahora lo hemos excluido, esperemos que el LHC nos permita descubrirlo como tal o encontrar un mecanismo alternativo de generación de la masa de las partículas elementales. ¿Hay conclusiones o es muy pronto todavía? En noviembre se produjeron las primeras colisiones, y la principal conclusión es que funciona. De momento todo lo que se ha podido observar es compatible con el modelo estándar, pero es pronto, acabamos de arrancar. ¿Que trabajó está llevando el equipo de la Universidad de Oviedo? Nosotros estamos trabajando en la construcción del detector, en concreto la cámara de muones del experimento CMS, que es la parte más externa del detector, en ella se registran muones, partículas muy relacionadas con la búsqueda del Bosón de Higgs. Se necesita además tener centros de computación capaces de almacenar y analizar los datos y nosotros hemos montado un centro de computación que nos ha proporcionado la posibilidad de entender los datos en cósmicos. Participamos además en la búsqueda del Bosón de Higgs, en los procesos con menor número de colisiones, con menor luminosidad. Más adelante queremos extender este análisis del Bosón de Higgs a modelos por ejemplo con supersimetría En la construcción del LHC empresas españolas y asturianas son una de las principales distribuidoras de tecnología. ¿No es eso algo a destacar dado que generalmente dependemos de las patentes extranjeras? Son suministradores muy importantes de tecnología. Son muchos los retos tecnológicos, y diversas empresas españolas y asturianas han proporcionado tecnología tanto en electrónica, como en industria pesada. Se han suministrado materiales necesarios para la construcción de miles de imanes superconductores. Las empresas han sido capaces de atender al reto porque son contratos muy competitivos. No hay patentes previas, en este caso la empresa tiene que desarrollar la propia tecnología.