IFCA participó en el diseño y construcción de uno de los instrumentos que detectarán las partículas producidas en estas colisiones

SANTANDER, 30 Mar. (EUROPA PRESS) -

El Gran Colisionador de Hadrones o LHC registra ya "miles de datos" y las colisiones son constantes en su primera hora de vida, según confirmó hoy la Organización Europea de Física Nuclear (CERN, por sus siglas en inglés) en Twitter.

Poco después de las 13.00 horas de hoy, este gran 'máquina del Big Bang' ha conseguido sus primeras colisiones de partículas. Se trata de la primera vez que se lleva a cabo un experimento de estas características así como un récord mundial en la Historia de la Ciencia.

Según una información difundida por el SINC, y recogida por Europa Press, tras unas horas de retraso por incidencias técnicas, a las 13.06 horas dos paquetes de protones que circulaban por el gigantesco anillo de 27 kilómetros del LHC han chocado, según han confirmado los cuatro detectores (CMS, ATLAS, ALICE y LHCb) de la gran máquina.

Comienza así el programa de investigación del mayor colisionador de partículas del mundo, en el que participan investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Cantabria.

El Instituto de Física de Cantabria ha participado en el diseño y construcción de uno de los instrumentos que detectarán las partículas producidas en estas colisiones. Concretamente, los más de 30 investigadores que integran el Grupo de Altas Energías han realizado trabajos de diseño, construcción, instalación y operación del sistema de alineamiento del detector CMS, y han participado en la preparación de un centro Tier-2 de proceso de datos y en el análisis de los datos que se están comenzando a obtener en LHC.

Los haces han circulado en sentido contrario a 3,5 TeV cada uno, la mayor energía conseguida hasta ahora en un acelerador, pero al colisionar se ha generado el doble: 7 TeV. Esto supone 3,5 veces más que los aproximadamente 2 TeV con los que trabajan en el colisionador Tevatrón del Fermilab, la "competencia" del LHC en Estados Unidos.

A partir de ahora el LHC funcionará constantemente a energías de siete teraelectronvoltios (TeV), tras la colisión de las dos partículas, que 'viajaban' a una velocidad de 3,5 TeV cada una, para recrear de esta forma 'mini versiones' de lo que fue el Big Bang, recuperar la situación del Universo de hace 13,7 miles de millones de años, en el momento de su nacimiento, con el principal objetivo de analizar el origen y la naturaleza de la materia, así como el de las estrellas y planetas que lo conforman.

El plan será entrar en fase de toma de datos continua por un periodo de entre 18 y 24 meses, con una breve parada técnica a finales de 2010. Además, científicos de todo el mundo estarán recopilando a partir de ahora datos desconocidos por la Física contemporánea.

"Este es un gran paso adelante. Estamos yendo a donde nadie ha ido antes. Hemos abierto un nuevo territorio para los físicos", comentó el investigador del CERN Oliver Buchmueller, una de las figuras claves del proyecto de 10.000 millones de francos suizos.

SUPERSIMETRÍA Y MATERIA OSCURA

El Director General del CERN, Rolf Heuer, que de viaje por Japón ha compartido por videoconferencia el éxito del acontecimiento, ha destacado que el LHC "tiene una oportunidad real en los próximos dos años de descubrir partículas supersimétricas, posiblemente elucidando la naturaleza de la materia oscura, que constituye cerca de un cuarto del Universo".

La supersimetría es una hipótesis que plantea que a cada una de las partículas elementales de la materia, divididas en fermiones (como los quarks) y bosones (como el fotón), le corresponde un compañero supersimétrico bosón o fermión respectivamente. Así, por ejemplo, el quark "arriba" tiene una partícula supersimétrica "sarriba", y el fotón tiene otra denominada "fotino", ninguna de las dos descubiertas hasta ahora.

La partícula supersimétrica más ligera sería el neutralino (en el que participa el "fotino", entre otros), y podría ser clave para explicar la naturaleza de la materia oscura, que de momento no se ha podido detectar directamente.

Los detectores ATLAS y CMS tendrán cada uno datos suficientes para duplicar la sensibilidad a partículas supersimétricas establecida hasta ahora, de hasta 400 GeV). El LHC elevará el rango de descubrimiento hasta 800 GeV.

Los experimentos del LHC también explorarán la posibilidad de encontrar nuevas partículas masivas y dimensiones "extra" (además de las tres conocidas) hasta masas de 2 TeV (también el doble del 1 TeV actual), así como continuar la investigación sobre la asimetría materia-antimateria o sobre por qué las dos no se aniquilaron mutuamente en los instantes siguientes al Big Bang.

EN BUSCA DEL BOSÓN DE HIGGS

Además de estos descubrimientos potenciales, el programa de investigación del LHC se centrará en la búsqueda del bosón de Higgs, o al menos descartar que se encuentra en determinados rangos de energía. Esta partícula mítica en el campo de la física podría explicar la masa de otras partículas elementales y muchos aspectos de la estructura de la materia.

Tan pronto como se hayan "redescubierto" las partículas conocidas del Modelo Estándar aceptado por los científicos, un paso previo necesario antes de buscar "la nueva física", los experimentos del LHC iniciaran la búsqueda sistemática del bosón de Higgs.

Con las colisiones cruzadas el análisis combinado de ATLAS y CMS será capaz de explorar un amplio rango de masas, e incluso hay una oportunidad de descubrir si el bosón de Higgs tiene una masa de cerca de 160 GeV. Si es mucho más ligero o muy pesado, será más difícil de encontrar en esta primera carrera del LHC.

Después de esta "primera carrera" de alrededor de dos años del LHC --con una pequeña parada técnica entre medias--, la gran máquina se apagará para realizar el mantenimiento rutinario y poder completar los trabajos necesarios para alcanzar la energía para la que está diseñado:14 TeV. Hasta ahora el CERN operaba en ciclos anuales.

"Dos años de funcionamiento continuo es mucho pedir tanto para los operadores como los experimentos del LHC, pero valdrá la pena el esfuerzo", concluye Heuer.