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LHC: Large Hadron Collider Autores: Profesor: Colegio:

Francisco Santos Vázquez Jorge Gómez García Salesianos Atocha

Código de participación: zk7rqht4 E-mail del profesor: jgomez1975@gmail.com


XI Concurso “Reporteros en la Red” Periodismo científico online

Introducción El LHC (en inglés, Large Hadron Collider) se trata de un experimento científico de una magnitud desconocida hasta el momento en todo el mundo. Es un gran acelerador de partículas que nos permitirá conocer el origen del universo y desvelar los grandes interrogantes que nos planteamos sobre la materia, así como verificar algunas de las leyes de la física aún no demostradas.

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En el CERN (en francés, Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), en la frontera francosuiza, cerca de Ginebra, a 150 metros bajo tierra, se encuentra el mayor acelerador de partículas construido hasta este momento por el hombre, el LHC. Se compone principalmente de un túnel circular con un diámetro de 27 km (figura 1), dónde están conectados los diferentes componentes del acelerador de hadrones y otros anillos auxiliares de menor tamaño. En el principal se encuentran los detectores CMS (en inglés, Compact Muon Solenoid), ATLAS (en inglés, A Toroidal LHC ApparatuS), ALICE (en ingles, A Large Ion Collider Experiment) y LHCb (en inglés, la b procede de beauty), donde se registran los resultados de los experimentos realizados (figura 2).

Figura 1: Interior de unos de los túneles del LHC

En general

El mecanismo de funcionamiento es el siguiente : 1. En el acelerador de protones, sincrotrón, se introducen sus primeros haces, aumentando su velocidad hasta un 87 % de la velocidad de la luz. 2. En ese momento, se inyectan en un segundo nivel, para alcanzar su velocidad máxima próxima al 99,999 % de la velocidad de la luz. 3. En ese momento se introducen en el anillo principal que lo recorre 11.100 veces por segundo. 4. Momento clave, donde se sincronizan para que choquen en uno de los detectores del circuito.

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recubren las paredes de la habitación y que dan masa al vacío, denominadas bosones de Higgs. ¿cómo son ? si nunca las hemos podido percibir. En la figura 3 se muestra una imagen de las trayectorias después del choque de dos haces contrapuestos de protones, con el que se pretende detectar el bosón de Higgs.

Figura 2: Esquema de la estructura interna del LHC

¿Qué pretende descubrir? Algunos de los interrogantes que se ha planteado la humanidad a lo largo de su existencia : ¿qué somos ?, ¿de qué estamos echos ?, ¿cuál es el origen del universo ?... hasta el momento son meras suposiciones que se tratan de responder mediante el LHC. El comienzo del universo : En el LHC se van a recrear las condiciones en las que se supone que ocurrió el Big Bang para comprobar cómo y por qué la materia actuó de ese modo formando así el universo tal y como lo conocemos hoy. La existencia del Bosón de Higgs : Los materiales no son completamente densos, existen huecos entre los átomos y las moléculas que lo componen, lo que denominamos vacío, pero… ¿qué es el vacío? Hagamos un ejercicio de imaginación. En una habitación, quitemos los muebles, cerremos las ventanas y extraigamos el aire de su interior, enfriándola hasta una temperatura de -273ºC, es decir, el 0 absoluto condición en la cual si existiera una partícula no estaría en movimiento. Diríamos que esta habitación está en vacío, pero en realidad el vacío no existe, lo que existe es un campo de Higgs, es decir, unas partículas que

Antimateria : Partiendo de que la materia es una anomalía del universo. Puesto que en un equilibrio con la antimateria, debería estar creándose y destruyéndose continuamente. En un estado metaestable ha superado a la antimateria. Comprendiendo las razones que nos han llevado a esta situación seríamos capaces que realizar grandes avances en campos científicos. Por ejemplo, en la medicina podríamos bombardear tejidos cancerígenos con antipartículas para su total destrucción sin dañar los organismos sanos. Durante los próximos años, el LHC se ha marcado estos tres objetivos prioritarios.

Figura 3: Simulación para la detección del bosón de HIggs.

Detectores

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A continuación paso a indicar los detectores más importantes instalados en el LHC. En cada uno de ellos se especifican sus funciones para lograr los objetivos principales. ATLAS : Éste gran detector, del tamaño de un edificio de seis plantas, pretende conocer la masa de las partículas que se obtienen como resultado del choque de los haces de protones, así como, averiguar sus propiedades. Principalmente procura encontrar el bosón de Higgs, como responsable del origen del Universo. CMS : Este detector tiene las mismas funciones que el ATLAS, que además añade un imán de 12.000 toneladas, que busca dar forma y masa a la antimateria. ALICE : En el interior de este microscopio gigante, se pretende analizar hasta el último detalle las colisiones de los haces de partículas para intentar reproducir los instantes posteriores al big bang, es decir, lo que ocurrió en los primeros instantes después de que se creara el universo. LHCb : en este último, se pretende analizar de manera especial la estructura de los quarks, partículas subatómicas ocasionadas por el choque de los haces de partículas, dando a conocer más información podremos entender cómo funciona la materia y la antimateria.

Figura 4: Interior del detector ATLAS

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¿Puede el LHC destruir la Tierra? Antes de la puesta en funcionamiento del LHC, surgieron varias voces que aseguraban que el LHC destruiría la Tierra al ponerse en funcionamiento y que podría ocasionar la formación de un agujero negro o crear alguna materia extraña que fuera inestable. Pero estas teorías no tenían ninguna base y fueron rechazadas por la comunidad científica. En el hipotético caso de que se produjera una de estas situaciones, nunca llegaría a destruir la Tierra, ya que nuestro planeta está sometido diariamente a fenómenos de mayor envergadura energética que los ocasionados por el LHC, como por ejemplo el Sol, y no han destruido el planeta. El LHC en nuestras vidas Y ustedes se preguntaran, ¿en qué afectará el LHC a mi vida diaria? muy sencillo, desde para conocer nuestro origen hasta para curar un cáncer, los descubrimientos y avances científicos que se logren en el LHC repercutirán en nuestras vidas para mejorarla. Podremos obtener nuevas fuentes de energía más limpias y seguras, las partículas de antimateria nos permitirán curar enfermedades como el cáncer sin riesgos en nuestro organismo, eso sin hablar de los sistemas informáticos empleados para la transferencia de datos en el LHC que es el más grande del mundo y nos servirá para adaptarlo a nuestras vidas y utilizarlo en la informática. En conclusión, que la tecnología avanza hasta el punto en que gracias a ella vamos a llegar a conocer cosas que hace 50 años el hombre no se podría ni imaginar y el LHC es un gran ejemplo de la superación que el ser humano tiene por saber más de sí mismo y del universo que nos rodea.

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Figura 5: Centro informático del LHC

Referencias:

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