EL CERN, pionero en el estudio de la física de partículas, arranca de nuevo en 2015. La antimateria, el Big data o la materia oscura son algunos de sus principales retos.
Considerado como el laboratorio de física de partículas más importante del mundo, el CERN regresa a la máxima actividad científica en 2015. Tras dos años de parón para enfriar, reparar y renovar sus instalaciones en Ginebra, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) volverá a acelerar protones a una velocidad muy cercana a la de la luz.
Su trabajo no será otro que seguir acelerando y colisionando partículas, con el fin de recrear las condiciones que sucedieron durante los primeros instantes del Big Bang. De este modo, podríamos descubrir partículas nunca conocidas, y aprender más sobre la naturaleza de la materia. ¿Cuáles son los retos principales que afronta el CERN en este 2015?
Gestionar el inmenso Big Data de la física
La modernización del LHC en el CERN no es la única que asumirá esta instalación. Tras ser pioneros con el desarrollo de la World Wide Web, el laboratorio de física de partículas asume ahora un importante reto: analizar y gestionar el big data generado en sus experimentos. Como publicaron en el libro blanco sobre las tecnologías de la información, el CERN produce la asombrosa cantidad de 1 petabyte de datos por segundo.
En 2015, el volumen de información que manejarán desde las instalaciones de Ginebra será todavía mayor. Saber cómo almacenar y analizar el Big Data de la física de partículas repercutirá, sin duda, en la gestión de datos que se realice en otros campos. Si el CERN fue pionero en el desarrollo de Internet, también podrá afrontar este complejo desafío.
De Higgs a la materia oscura
El CERN fue uno de los grandes protagonistas de la investigación entre 2012 y 2013. Tras lograr detectar una partícula consistente con el bosón de Higgs, muchos de los experimentos que se realizarán a partir de su reapertura se centrarán en la materia oscura. Anteriormente, el túnel trabajaba a velocidades entre los 7 y los 8 TeV (teraelectronvoltios).
Cuando arranque de nuevo, las colisiones se producirán a 13 TeV, lo que podría permitirnos ver cosas imprevisibles. El mayor reto del CERN ahora, según su director Rolf Dieter Heuer, es precisamente indagar más sobre la materia oscura. Ésta es definida por la física como la «hipotética materia que no emite la suficiente radiación electromagnética como para ser detectada por los medios técnicos actuales».
A día de hoy sabemos que la materia oscura existe y cómo influye en el Universo. Nos queda pendiente un reto: saber qué es exactamente. Los físicos del CERN apuestan por encontrar una nueva partícula, detectando la energía perdida o faltante en ciertas colisiones, al igual que ocurre en el caso de los neutrinos.
Los misterios del Universo primigenio y de la antimateria
Experimentos del CERN como el ALICE tratan de conocer cómo era el Universo en sus primeros instantes. Las colisiones que se producirán a diario en el LHC no son más que pequeños ‘Big Bang’ con los que los científicos tratan de emular y recrear las condiciones de la gran explosión.
Gracias a ALICE, por ejemplo, se pudo identificar el plasma de quarks y gluones, una especie de «sopa» que contrariamente a lo que podríamos pensar, se mantiene en estado líquido a temperaturas muy elevadas. Hallar nuevos estados de la materia puede permitirnos viajar 13.800 millones de años atrás. Después del estallido del Big Bang, el Universo -que se encontraba en un estado denso y a elevadísimas temperaturas- comenzó a expandirse.
Otro de los grandes retos del CERN en 2015 será desentrañar los secretos de la antimateria. En 1931, Paul Dirac fue el primero en plantear la existencia de antipartículas, mediante su ecuación relativista y cuántica que describía el comportamiento de los electrones. La antimateria es definida como aquellas partículas con igual masa pero carga opuesta. Por ejemplo, sabemos que los electrones tienen carga negativa y los protones carga positiva. Las partículas de la antimateria serían justamente a la inversa: los antielectrones tendrían carga positiva y los antiprotones carga negativa.
El estudio de la antimateria continuó desde que fue postulada por Dirac, y de hecho, ha protagonizado algunas grandes investigaciones del CERN. Por ejemplo, en 2011 lograban capturar un átomo de antihidrógeno durante mil segundos. El desafío para 2015 seguirá siendo obtener antimateria (algo realmente difícil, ya que se «desintegra» en contacto con la materia) y especialmente, tratar de almacenarla durante bastante tiempo (algo todavía más complejo).
Experimentos como ASACUSA o ATRAP nos permitirán conocer un poco más acerca de la antimateria. El CERN, sin duda, pretende seguir con los logros obtenidos en este tema, como la medida de la carga de los átomos de antihidrógeno obtenida a mediados del año pasado. Así podríamos saber, por ejemplo, por qué existe materia si existe a la vez antimateria (recordemos que ambas en contacto se destruyen). La física ha propuesto que en el origen del Universo existía ligeramente más materia que antimateria, aunque no sepamos todavía el por qué.
Sin duda, el regreso del CERN es una de las grandes noticias científicas de 2015. Sus experimentos y descubrimientos nos permitirán conocer un poco mejor los inicios del Universo y el mundo que nos rodea. El túnel del LHC no sólo acelerará partículas, sino que también nos permitirá acelerar avances fundamentales para la sociedad.
Imágenes | NASA Blueshift (Flickr), NASA
