Supercolisiones en su sala de estar

Hace un par de millones de años, nuestros ancestros inauguraron la era de la tecnología golpeando trozos de roca entre sí, empezando el largo ascenso desde la sabana africana hacia nuestro mundo de hoy. Qué poco podían imaginarse los homínidos de la garganta de Olduvai que millones de años más tarde, sus descendientes darían a luz maravillas modernas como el iPad, las comidas preparadas para microondas, o el Viagra.

Podemos decir que hoy en día seguimos haciendo chocar pedazos de roca para entender cómo está hecho el universo. Aunque nuestros mecanismos para provocar los choques sean muchísimo más complicados y sofisticados que los que tenían nuestros antepasados bajo el sol africano. Con ustedes: el Gran Colisionador de Hadrones.

(LHC para los amigos).

Recomiendo echarle un vistazo a estas fotos de la sección The Big Picture del Boston Globe. De hecho, recomiendo marcar la página para visitarla regularmente, porque tiene regularmente colecciones de fotos de gran calidad sobre eventos de la actualidad.

La idea del LHC es relativamente simple. El LHC es básicamente un anillo enorme de unos 27 kilómetros de circunferencia. Átomos de hidrógeno se ionizan para separarlos de sus electrones, y los protones resultantes se aceleran en dos haces que circulan por el anillo en direcciones opuestas. En un punto del anillo, los protones chocan entre sí, y de las colisiones resultan cascadas de partículas que se analizan por ordenador para entender la estructura del universo. El LHC es a día de hoy el colisionador de partículas más poderoso del mundo.

Me voy a abstener de escribir una disertación completa sobre física cuántica. El problema en estos menesteres es que los artículos en la prensa o en las revistas de divulgación dan una impresión completamente equívoca del mundo subatómico - uno tiene la impresión de que las partículas elementales son pelotitas de diferentes colores, cuando hace décadas que se considera a estas partículas como abstracciones matemáticas con diversas propiedades para explicar múltiples fenómenos que chocan frontalmente con la realidad cotidiana y el sentido común.
Y la matemática necesaria para entender este campo esta muy por encima de la formación de este humilde ingeniero.

Pero básicamente, lo que más se adecua a la realidad experimental es el modelo estándar, del cual reproduzco un diagrama aquí abajo:

Este modelo explica de qué se compone el mundo que nos rodea. Hay tres "generaciones" de partículas elementales, y cada una consta de dos quarks, un leptón y un neutrino. Hasta donde se sabe, estas partículas no están a su vez constituidas por partículas más elementales.

Hoy por hoy, no se sabe por qué hay exactamente tres generaciones de materia y por qué cada partícula tiene exactamente las propiedades que tiene. La materia de nuestro entorno cotidiano está formada casi exclusivamente por quarks up y down (formando protones y neutrones) y electrones.
(Si alguien se está preguntando qué es un hadrón, un hadrón es cualquier partícula formada por quarks).

Estas partículas constituyentes interactúan por medio de cuatro fuerzas fundamentales: la electromagnética (transmitida por fotones), la nuclear débil, (responsable de las desintegraciones nucleares y transmitida por los bosones W y Z), la nuclear fuerte (responsable de mantener a los quarks unidos entre sí y transmitida por gluones)... y la gravitación. Esta última no está explicada por el modelo estándar, y aquí es dónde entra el LHC.

El propósito principal del LHC, o al menos el objetivo al que más publicidad se le ha dado, es encontrar el bosón de Higgs, mal llamado "partícula de Dios" por algunos periodistas excesivamente entusiasmados. La esquiva partícula es algo más humilde. Cuando allá por los años ochenta se observaron por primera vez los bosones W y Z, que son responsables de la fuerza nuclear débil, se constató con perplejidad que tenían masa, lo cual produce una serie de efectos peculiares. Los otros bosones conocidos (el fotón y el gluón) no tienen masa. Para explicar la masa de los bosones W y Z, el físico Peter Higgs propuso un mecanismo que requiere un campo de fuerza formado por una partícula aún no descubierta, el bosón que lleva su nombre. Y esta partícula se ha mostrado tímida hasta ahora.
Y ya que hablamos de divulgación científica completamente equívoca, uno puede imaginarse el campo de Higgs como si fuera una especie de melaza a través de la que se mueven los bosones W y Z, siendo frenados por él y comportándose como si tuvieran masa.

Después de una serie de contratiempos y arranques en falso, el pasado 30 de Marzo se consiguió producir y estabilizar haces de protones en el LHC, creando choques con una energía de 7 teraelectronvoltios. Un teraelectronvoltio (TeV) es la energía cinética de un mosquito en vuelo, lo cual no parece mucho... hasta que consideramos que la energía en el LHC está concentrada en un espacio inimaginablemente más pequeño que un mosquito.

(Y ahora llegamos al propósito original de este post).

En medio de las celebraciones, y de la amplia cobertura del evento, descubrí que el LHC ofrece unos paneles, llamados "vistars". A estos vistars se accede con un browser normal y corriente, y ofrecen información en tiempo real sobre el estado de operación del LHC. Lo cual me parece inaudito.

Aparentemente, el propósito de los vistars es dar a todos los físicos involucrados con el LHC y que trabajan en todo el mundo la oportunidad de echar un vistazo de cuando en cuando a la sala de control. La información que ofrecen los paneles es tan esotérica que estoy seguro de que es estrictamente para uso interno y no para divulgación general. De hecho, me recuerdan a los paneles que usamos en mi empresa para los tests de software. En este hilo de la página lhcportal.com hay un poco de información sobre el significado de los paneles.

En un inciso, la página lhcportal.com es una especie de "club de fans" del LHC, y es bastante recomendable. Una vez accedido al sitio, la barra de la izquierda ofrece muchos links a documentos y recursos sobre el LHC. Pero el link que yo encuentro más sorprendente es este. Se trata de una especie de registro del día a día de las operaciones del LHC, incluyendo las presentaciones en Powerpoint de las reuniones diarias del equipo que controla el LHC.

(Es un poco como si estuviera sentado en una sala de reuniones de la NASA escuchando a los ingenieros explicar los problemas cotidianos del transbordador espacial. Como que a Chuck se le ha caído una llave inglesa encima de un ala y ha habido que reponer cinco metros cuadrados de losetas térmicas).

Y lo mejor es que todo esto se puede hacer cómodamente desde casa tomándose una cervecita. Así es que, cuando a uno se le ocurre"¡Vaya! ¿Qué estarán tramando esos pilluelos del LHC?", uno se va a los vistars y lo averigua. Personalmente, a mí me daría algo de cosa que hubiera una página de web accesible para todo el mundo donde se explicara pormenorizadamente lo que estoy haciendo cada día.

Para concluir, diré que al menos un físico le quitó importancia al bosón de Higgs, declarando que, más que "partícula de Dios" debería llamársele "partícula de la botella de cava"... por la cantidad de botellas de espumoso que se abrirán el día que lo encuentren.

Y más de un físico opina que sería más interesante que no se encontrara... porque en ese caso, habría un montón de teorías establecidas que habría que replantearse. Lo cual les encanta a muchos científicos y les vendría bastante bien...