La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, siglas en francés que se refieren a su anterior nombre) tendrá una importante 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.
La actividad para los próximos meses se centrará en los proyectos ALICE, en el que participa un grupo importante de científicos mexicanos, y ELENA, un nuevo detector que en este año iniciará su construcción y con el que posteriormente se llevarán a cabo experimentos en antimateria bajo el proyecto AEGIS .
El físico Gerardo Herrera Corral, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, informó que del 18 de enero al 10 de febrero próximos, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) tendrá una corrida en la que llevará a colisión protones contra iones de plomo, choques que hasta hoy no han sido observados a las energías a las que llega en la actualidad el acelerador.
El LHC es un acelerador y colisionador de partículas ubicado a cien metros bajo tierra en la frontera franco-suiza, que opera desde noviembre de 2009 y cuyo objetivo primordial es entender mejor la estructura de la materia. En la actualidad estos estudios se realizan a través de varios experimentos y detectores, como lo son : ATLAS (Aparato Toroidal LHC); CMS, (Solenoide compacto para muones); ALICE (Gran Experimento de Colisionador de Iones); y LHCb (belleza del Gran Colisionador de Hadrones).
Por casi un mes se podrá hacer una toma de datos protón-ion de plomo. Lo que se pretende con este experimento, explicó el científico del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, es que ALICE pueda tener una cantidad de información suficiente que permita entender mejor las observaciones que se han venido haciendo en la colisión de iones de plomo contra plomo.
Comentó que en septiembre pasado se hizo una muestra piloto que fue muy exitosa. “Sabemos que el acelerador puede llevar estas colisiones y una se programó del 18 de enero al 10 de febrero. Después el acelerador LCH se detendrá por 20 meses.
“En este tiempo se le dará mantenimiento y se le realizarán algunos acondicionamientos. Vamos a estar trabajando, tratando de corregir problemas que hemos observado en los detectores, de tal forma que cuando regrese a la actividad en 2014, lo haga con una energía mayor; es decir, con la energía para la cual fue diseñado, que es de 14 Teraelectrónvolts en el centro de la masa de la colisión, pues hasta hoy lo ha hecho con 8 Teraelectrónvolts”.
Herrera Corral destacó que la corrida está dedicada a ALICE, proyecto en el que un grupo de alrededor 20 investigadores -del que él forma parte-, casi 30 estudiantes y científicos postdoctorales mexicanos participa, lo que constituye la presencia científica más fuerte de nuestro país en este programa desde sus inicios, hace 18 años.
Lo nuevo
El experto en partículas elementales recordó que en el CERN se han venido haciendo una serie de experimentos en antimateria. Uno de ellos es en el que los protones son desacelerados llevándolos a una energía muy baja, suficiente para que lleguen a formar antiátomos.
“Entonces los antiprotones que se producen en los aceleradores se les frena para combinarlos con los positrones, que son las antipartículas de los electrones, de tal manera que se juntan un antelectrón con un antiprotón y forman un antiátomo de hidrógeno y es esto lo que se ha venido haciendo en el proyecto de Antiprontón Desacelerado y ha sido motivo de varias noticias en los últimos años”.
Gerardo Herrera mencionó que a partir de estos experimentos se empezará la construcción en el 2013 de ELENA (siglas en inglés de Antiprotones de Energía Extra Baja), un nuevo decelerador, cuya función es tomar el haz de antiprotones para desacelerarlos. Con esta nueva máquina se aumentará el número de átomos de antimateria que se puedan producir con los menores niveles de energía nunca antes alcanzados, con el objetivo de mejorar los estudios de la antimateria.
Explicó que en la actualidad, el 99 % de los antiprotones que salen del AD (Antiproton Decelerator) se pierde porque en el proceso se les frena mucho, pero el 1% restante se llega a conservar al alcanzar la energía más baja requerida para atraparlos. “Con ELENA se espera elevar la eficiencia de una factor de 10 a 100 veces de antiátomos atrapados”.
AEGIS
Un tercer proyecto a realizarse en el CERN es AEGIS (Antimatter experiment: Gravity, interferometry, spectroscopy). Este experimento –indicó el científico- sería el quinto relacionado con estudios en antimateria, luego que se ha estado trabajando en cuatro experimentos en esta misma línea de investigación: Atrapa, Alfa, Asacusa y Ace.
“Ahora que inicia la construcción del decelerador ELENA, se aprobó también el experimento AEGIS, y de éste se empezarán a tomar datos que buscarán medir la fuerza de gravedad que experimentan los átomos de antimateria.
“Nosotros medimos y entendemos la gravedad; la sentimos todos los días, sabemos cómo se comporta y la podemos describir, pero todo lo que sabemos de la gravedad es en materia y lo que se pretende es estudiarla en antimateria y AEGIS debe tener la primera medición del efecto de la gravedad en antimateria en el 2014, por lo que en 2013 será un año muy intenso para todos los que participan en los experimentos que describo”.
Recordó que en el primer semestre del 2012 se descubrió el bosón de Higgs. De julio pasado a la fecha en el LHC se pudo duplicar la cantidad de estas partículas, permitiendo constatar y dar certeza a su presencia, lo que constituyó una de las noticias más relevantes, ya que era la última partícula que hacía falta en la física del Modelo Estándar.
Por último, Gerardo Herrera añadió que el LCH, considerado el proyecto más grande en la actualidad en ciencia y el más ambicioso en la historia de la humanidad, de largo alcance y participación internacional, llegará a una energía tan alta, en particular en ALICE, que se producirá materia en condiciones extremas muy parecidas a las que existían en el Universo temprano, apenas unas fracciones de segundo después de la Gran Explosión”