Imagine que desconoce el interior de los motores de los automóviles y suponga que no posee las herramientas ni el conocimiento para desarmarlos; como le es imposible observar el interior, apenas puede conjeturar la existencia de los cilindros, las válvulas o el carburador. Quizás la única salida que le queda sea colocarse en la orilla de una carretera muy transitada y esperar que ocurra un accidente. Si espera lo suficiente, podría ser testigo de un accidente entre dos vehículos y observar las partes del motor esparcidas por el pavimento y así descubrir cómo están construidos los motores.
La metáfora anterior ilustra la técnica que los físicos de partículas realizan para descubrir cómo está compuesta la materia a escalas subatómicas, los científicos en lugar de hacer chocar vehículos colisionan partículas y luego de ello ven qué sucede.
Después de algunos meses de demora, el 30 de marzo pasado un equipo de físicos de partículas de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) logró poner a funcionar el Acelerador de Hadrones, el cual es un enorme y complejo aparato que utiliza un anillo subterráneo de 27 kilómetros de circunferencia para chocar partículas subatómicas, en este caso Hadrones; es decir, Protones.
Los protones se encuentran conformando los núcleos de los átomos. Junto con los neutrones, dichas partículas están compuestas así mismas por partículas más pequeñas llamadas Quarks. El quid del experimento es acelerar los haces de protones a velocidades muy cercanas a la de la luz, y luego hacerlos chocar entre ellos para producir explosiones altamente energéticas (a escalas atómicas) simulando algunos momentos posteriores al Big Bang, también conocido como La Gran Explosión, momento donde se formó el universo, y donde la materia no se comportaba de forma habitual como lo hace ahora.
¿Para qué sirve el acelerar partículas?
La naturaleza física puede organizarse y entenderse a través de cuatro fuerzas fundamentales del universo: La gravedad, el electromagnetismo, la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte. El gran acelerador de Hadrones busca una partícula que ha sido propuesta solo teóricamente. Se le llama Bosson de Higgs, y los medios de comunicación le han apodado erróneamente “La partícula de Dios”.
La existencia del Bosson Higgs podría confirmar el modelo estándar de la física, que explica cómo se organiza y funciona la materia a escalas microscópicas, en realidad dicho modelo estándar no ha logrado unificar dentro de sí a las cuatro fuerzas antes mencionadas, pero al encontrar el Bosson los físicos podrían conseguir unificar tres de las cuatro fuerzas, y con ello conseguir la teoría conocida como “la Gran Unificación”, dejando por fuera a la gravedad (la gravedad sería unificada en algo que se conoce como la “Teoría del Todo”).
No es primera vez que los físicos unifican fuerzas. En el siglo XIX James Maxwell unificó matemáticamente la electricidad, la luz y el electromagnetismo en algo llamado campo electromagnético, gracias a sus conceptos de ondas electromagnéticas, que interacciona la electricidad con el magnetismo, se logró generar ondas electromagnéticas de forma artificial, algo que Heinrich Hertz hizo en 1887 y con ello revolucionó toda la tecnología del siglo XX.
El costo total del experimento, tomando en cuenta la construcción del acelerador de partículas y el desarrollo de esta tecnología corre en el orden de los 10 mil millones de dólares. Para algunos el costo es excesivo, pero los estados que han aportado para llevar a cabo este sueño de los físicos consideran que vale la pena la inversión. El solo hecho de construir el acelerador constituye la elaboración de nuevas tecnologías, una de ellas es el desarrollo de la tecnología de protones para reemplazar los rayos X en los tratamientos cancerígenos, también mejoras en software y aplicación de la física extrema en tecnologías electrónicas.
Si Maxwell unificó el electromagnetismo en el siglo XIX, no podríamos imaginar las aplicaciones tecnológicas de unificar tres fuerzas de la física, y mucho menos alcanzar la teoría del todo.
