César Peña *
Un acelerador de partículas o hadrones es un dispositivo que acelera partículas subatómicas, como protones, a altas velocidades para hacerlas colisionar y estudiar las interacciones fundamentales de la materia buscando diferentes respuestas en diversos campos de la ciencia.
Varios países han construído estos aceleradores para dar velocidad a partículas compuestas por quarks, como protones y neutrones, a velocidades cercanas a la de la luz. Su objetivo principal es producir colisiones de alta energía que permitan a los científicos investigar las propiedades de las partículas subatómicas y probar teorías fundamentales, como el Modelo Estándar de la física de partículas, así como buscar nuevas partículas y fenómenos aún no descubiertos.
El más importante es el Gran Colisionador de Hadrones ubicado en el CERN, en la frontera entre Suiza y Francia, el más grande y potente del mundo. Tiene un túnel circular de 27 kilómetros de circunferencia y se encuentra a aproximadamente 100-175 metros bajo tierra.
Dentro de este túnel, dos haces de partículas viajan en direcciones opuestas a velocidades cercanas a la de la luz antes de colisionar en puntos específicos donde se encuentran los detectores. ahí adentro, los haces de partículas son guiados por imanes superconductores, que generan campos magnéticos extremadamente fuertes para mantener las partículas en su trayectoria circular.
Estos imanes funcionan a temperaturas muy bajas, cercanas a menos 271,3 grados centígrados, utilizando helio líquido para mantener el estado superconductor y minimizar la pérdida de energía. Las colisiones permiten estudiar interacciones fundamentales y medir propiedades de partículas como el bosón de Higgs, descubierto en 2012 gracias a los experimentos.
El Gran Acelerador de Hadrones y otros aceleradores permiten recrear condiciones similares a los primeros instantes del universo, proporcionando información crucial sobre la estructura de la materia, la fuerza nuclear fuerte, la masa de las partículas y posibles extensiones del Modelo Estándar, como la supersimetría. Además, estos aceleradores han impulsado avances tecnológicos en superconductividad, criogenia y detección de partículas.
Tales dispositivos son una herramienta esencial para explorar los componentes más fundamentales de la materia y comprender el universo a nivel subatómico.
En colisiones de alta energía se ha logrado crear el plasma de quarks y gluones, un estado de la materia que existió microsegundos después del Big Bang que nos ayuda a entender el origen del universo.
Los aceleradores han dado lugar a tecnologías como Radioterapia contra el cáncer, escáneres médicos, el desarrollo de la World Wide Web y detectores usados en industria y seguridad
A pesar de todo, aún hay grandes misterios como la materia y energía oscura, así como la gravedad cuántica que podrían ser desentrañados en los siguientes años gracias al trabajo científico de los Aceleradores.
- Escritor, periodista, economista y divulgador de la ciencia.