SOBRE EL papel parece fascinante. Un nuevo supercolisionador de átomos para tratar de comprender mejor cómo es que funciona el universo.
En la práctica son muchos los interrogantes que rodean a la propuesta de los científicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (GCH) para construir una máquina tres veces más grande que la actual: el Futuro Colisionador Circular.
El laboratorio europeo de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) avanza en sus planes de construcción de un enorme nuevo acelerador de partículas que triplicará en longitud al actual Gran Colisionador, situado bajo tierra entre Francia y Suiza.
El Futuro Colisionador Circular (FCC, por sus siglas en inglés) comenzará a operar, haciendo chocar sus primeras partículas, hacia mitad de siglo, para luego aumentar su potencia alrededor de 2070, según las propuestas anunciadas el lunes.
Si los 22 miembros (entre ellos Israel) de la Organización aprueban el proyecto, este se unirá al actual GCH.
Investigaciones
El objetivo de ambas instalaciones es profundizar las investigaciones sobre los choques de partículas lanzadas dentro de un anillo a casi la velocidad de la luz.
Esas colisiones revelan la verdadera naturaleza de dichos elementos.
El GCH consiguió un hito histórico en 2012 cuando permitió a los científicos observar el bosón de Higgs por primera vez.
Pero este colisionador, que costó 5.600 millones de dólares y fue inaugurado en 2008, habrá cumplido su ciclo alrededor de 2040.
El FCC, más rápido y poderoso, permitiría a los científicos ensanchar aún más los límites de la física.
Los expertos esperan que pueda confirmar la existencia de más partículas, que son los ladrillos básicos de la materia, y que hasta ahora solo habían sido teorizadas.
Otro desafío pendiente para la ciencia es descubrir exactamente de qué está hecho el 95% del universo. Se cree que alrededor del 68% del universo es energía oscura y el 27% materia oscura, ambos un completo misterio.
Otro enigma es por qué hay tan poca antimateria en el universo, en comparación con la materia.
Fabiola Gianotti, directora general de la CERN, defendió la que sería “una hermosa máquina”.
“Es una herramienta que permitirá a la humanidad dar enormes pasos adelante en la respuesta a preguntas de física fundamental sobre nuestro conocimiento del universo. Y para ello necesitamos un instrumento más potente para abordar estas cuestiones”, justificó.
“Nuestro objetivo es estudiar las propiedades de la materia a la escala más pequeña y al máximo de energía”, dijo Gianotti, al presentar el informe en Ginebra.
El informe avanzó los primeros hallazgos de un estudio de viabilidad del FCC que será finalizado en 2025.
La “única máquina”
En 2028, los Estados miembros del CERN decidirán si llevar adelante o no el plan.
Si se da luz verde, la construcción del colisionador comenzaría en 2033.
El proyecto está dividido en varias partes. En 2048, el colisionador "electrón-positrón" comenzaría a chocar partículas ligeras, con el objetivo de profundizar las investigaciones sobre el bosón de Higgs y lo que se llama la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales.
El costo del túnel, la infraestructura y la primera etapa del colisionador sería de aproximadamente 15.000 millones de francos suizos (unos US$ 17.000 millones), dijo Gianotti.
El colisionador de hadrones de mayor capacidad, cuya misión sería provocar choques de protones, no empezará a funcionar hasta 2070.
Su objetivo de energía sería de 100 billones de electronvoltios, superando ampliamente el récord del actual GCH de 13,6 billones.
Gianotti dijo que este último colisionador es la “única máquina” que permitiría a la humanidad “dar un gran salto en el estudio de la materia”.
Después de ocho años de estudio, la configuración elegida para el FCC fue un nuevo túnel circular de 90,7 kilómetros de largo y 5,5 metros de diámetro.
El túnel, que se conectaría al GCH, pasaría bajo la región de Ginebra y su lago homónimo en Suiza, para luego orientarse hacia el sur, cerca de la pintoresca ciudad francesa de Annecy.
Se construirían ocho sitios técnicos y científicos en la superficie.
Impacto
El CERN dijo que está consultando con las regiones a lo largo de la ruta y planea llevar a cabo estudios de impacto sobre cómo el túnel afectaría la zona.
El mayor hallazgo del Gran Colisionador de Hadrones fue la detección en 2012 del bosón de Higgs, una partícula que nos ayuda a entender de dónde proviene la materia que compone todo lo que vemos a nuestro alrededor.
La existencia de un bloque que da forma a todas las demás partículas del universo fue predicha en 1964 por el físico británico Peter Higgs.
Era la última pieza del rompecabezas de la actual teoría de la física subatómica, que se denomina Modelo Estándar.
Eso se logró gracias al enorme colisionador construido con un túnel subterráneo circular de 27 kilómetros de circunferencia entre Suiza y Francia, cerca de Ginebra.
La manera en que funciona es acelerando el interior de los átomos (hadrones), tanto en el sentido de las agujas del reloj como en sentido contrario, a velocidades cercanas a la de la luz y, en determinados puntos, los hace chocar entre sí con más fuerza que cualquier otro destructor de átomos del mundo.
Las partículas subatómicas más pequeñas que quedan de las colisiones ayudan a los científicos a averiguar de qué están hechos los átomos y cómo interactúan entre sí.
Las dos grandes incógnitas
Después del histórico hallazgo en 2012, los científicos siguen buscando dos grandes incógnitas: una fuerza llamada energía oscura, que actúa como lo contrario de la gravedad y separa los objetos del Universo, así como las galaxias.
La otra es la materia oscura, que no puede detectarse, pero cuya presencia se hace sentir a través de la gravedad.
“Nos falta algo grande”, aseguró la profesora Gianotti en entrevista con la BBC.
Según explicó, la FCC es necesaria porque el descubrimiento de estas partículas oscuras conduciría a una nueva teoría más completa de cómo funciona el universo.
Hace más de 20 años, muchos investigadores del CERN predijeron que el GCH encontraría estas misteriosas partículas. No fue así.
La propuesta es que el supercolisionador del futuro se construya en dos fases. La primera comenzará a funcionar a mediados de la década de 2040 y hará colisionar electrones entre sí.
Se espera que el aumento de energía produzca un gran número de partículas de Higgs que los científicos podrán estudiar en detalle.
Entre las voces más críticas se encuentra la doctora Sabine Hossenfelder, del Instituto de Estudios Avanzados de Frankfurt, quien afirma que no hay garantías de que el nuevo colisionador tenga éxito.
“La física de partículas es un campo de investigación amplio y bien financiado por razones históricas, ya que surgió de la física nuclear, y necesita reducirse a un tamaño razonable, quizá una décima parte del actual”, afirmó.
Por su parte, el profesor David King, antiguo asesor científico del gobierno británico, le dijo a la BBC que, en su opinión, gastar unas US$ 15.000 millones en el proyecto sería “imprudente”.
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