jueves, 5 de abril de 2012

El acelerador de hadrones y la partícula de Dios

El Gran Colisionador de Hadrones, GCH (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, sigla que corresponde a su antiguo nombre en francés: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza.
Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99% de la velocidad de la luz, y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos inmediatamente después del big bang.
La Máquina de Dios se encuentra bajo la frontera franco-suiza y es el mayor acelerador de partículas del mundo ya triplicó la energía más intensa jamás alcanzada en sus preparativos para escudriñar los secretos del Universo. En esa ciudad suiza, en un túnel circular de 27 kilómetros de longitud, a 100 metros de profundidad bajo la frontera franco-suiza, se encuentra el LHC. Los investigadores han estado trabajando en incrementar la energía contenida en los pequeños haces que recorren el túnel 11.000 veces por segundo.



El bosón de Higgs o la partícula de Dios, es una hipotética partícula elemental masiva cuya existencia es predicha por el modelo estándar de la física de partículas. Desempeña un papel importante en la explicación del origen de la masa de otras partículas elementales, en particular la diferencia entre el fotón (sin masa) y los bosones W y Z (relativamente pesados).
Dos de los principales detectores del gran acelerador europeo de partículas (el Atlas y el CMS) han encontrado señales que podrían delatar la presencia del esquivo bosón de Higgs, la última partícula subatómica que queda por descubrir para completar el Modelo Estándar de la Física y la que encierra, además, el secreto de por qué las demás partículas tienen masa.



En 1964 el británico Peter Higgs propuso una elegante solución a esta discrepancia. Supuso que todo el universo está ocupado por un campo parecido al electromagnético. El concepto de “campo”, introducido por el físico inglés Michael Faraday en el siglo XIX, es uno de los más importantes de la física. En el espacio que nos rodea no sólo hay materia. Si pudiéramos sacar de una sala hasta la última mota de polvo y la última molécula de aire, no podríamos decir que allí no queda nada. La prueba palpable es que, si lanzamos una pera, caerá al suelo; hay algo que la hace caer que llamamos “gravedad”. Dicho más correctamente, hay un campo gravitatorio cuya causa es el planeta que tenemos a nuestros pies. Pero no sólo eso. Si lanzamos en línea recta un electrón y analizamos su trayectoria, notaremos que algo modifica su camino. Ese algo sólo influye en las partículas con carga eléctrica; las neutras ni se enteran. Es el campo electromagnético. Su origen es la suma del magnetismo terrestre, los efectos de las antenas, los televisores, el cableado de la casa, los electrodomésticos, etc. En definitiva, una fuerza no es otra cosa que el efecto de un campo; y la materia posee propiedades –como la masa y la carga– que la hacen sensible a los diferentes campos. La propuesta de Higgs fue revolucionaria: existe un campo que llena el espacio, y cuando las partículas interaccionan con él, adquieren masa.



Pues bien, cada una de esas formas de comunicación lleva asociada una partícula responsable de transportar la información. En el caso de la electromagnética, la partícula es el fotón; para la gravedad es el gravitón; y en la fuerza fuerte, el gluón –del inglés glue, pegamento–. La débil tiene tres partículas portadoras, los bosones W+, W- y Zº. Así, en nuestra sala vacía, el campo gravitatorio hace que la pera y la Tierra intercambien gravitones como dos niños que se lanzan bolas de nieve. La fruta no nota el campo electromagnético porque sin carga neta es como si no tuviera la herramienta para recoger los fotones que le llegan.
Ya estamos en condiciones de responder a la pregunta sobre cómo demostrar la existencia del campo de Higgs: encontrando su partícula portadora, el bosón de Higgs. Desde el CERN de Ginebra y el Fermilab de Chicago, los físicos de partículas llevan dos décadas intentándolo. La búsqueda comenzó en los años 80, cuando se asentó el llamado modelo estándar de la física de partículas. Los teóricos habían conseguido poner orden en el complicado mundo subatómico que estaba surgiendo de los aceleradores de partículas. Se había superado la crisis de los 60, cuando estos inmensos instrumentos ponían en aprietos a los investigadores al producir más y más partículas cada vez que se enchufaban. Pero en 1962 entró en juego el físico Murray Gell-Mann y anunció una forma de agruparlas que llamó “el camino óctuple”, en alusión a la filosofía budista. Su teoría predecía una nueva partícula, la W-, que fue descubierta al año siguiente. Dos años después Gell-Mann lanzaba los quarks al ruedo de las partículas elementales. Los físicos ya eran capaces de responder a la pregunta planteada por los filósofos griegos hacía más de 2.000 años: ¿de qué está hecha la materia?
El edificio de las partículas elementales, que con tanto cuidado han ido construyendo los científicos durante el último medio siglo, se desplomaría. “El campo de Higgs, el modelo estándar y nuestra imagen de cómo Dios hizo el universo depende de encontrar el bosón de Higgs”, comentó hace más de una década Leon Lederman.



En las mediciones realizadas por los científicos entre las instalaciones del CERN en Ginebra y el laboratorio subterráneo de Gran Sasso en Italia, en el marco de la la experiencia internacional Opera, los neutrinos alcanzaron 300.006 kilómetros por segundo, es decir, 6 km/s más rápido que la luz.
“En otras palabras, en una ‘carrera de fondo’ de 730 km, los neutrinos cruzan la línea de meta con 20 metros de ventaja” sobre la luz si recorre la misma distancia a través de la corteza terrestre,
Todo comenzó cuando la teoría de las supercuerdas, el hiperespacio y físicos de la materia oscura se dieron cuenta de que las tres dimensiones que describen el Universo no eran suficientes. En realidad se necesitan al menos 11 dimensiones para describir los fenómenos del Universo. (Hasta ahora).
Finalmente llegaron a la conclusión de que nuestro universo es sólo una burbuja de entre un número infinito de burbujas membranosas que se bambolean como ondas a través de la undécima dimensión. Cada universo puede existir como una burbuja con sus propias leyes físicas.
En éste contexto, podríamos preguntarnos que puede llegar a suceder cuando dos de éstas burbujas se tocan. Burt Ovrut de la Universidad de Pennsylvania y Paul Steinhardt, de Princeton, creen que éste fenómeno ya ha sucedido y el resultado fue que al golpearse muy fuerte se dió origen a un nuevo Universo, precisamente, el nuestro. Esta idea ha conmocionado a la comunidad científica, ya que si ésto es cierto, la aceptada teoría del Big Bang dejaría de ser la teoría que explica el principio de “Todo” lo conocido. Es muy posible que el Big Bang no sea
realmente el principio de todo, después de todo. Para ésta teoría nueva, el tiempo y el espacio existien desde siempre y un Big Bang puede ocurrir en cualquier momento, todo el tiempo



Universos paralelos es el nombre de una hipótesis física, en la que entran en juego la existencia de varios universos o realidades relativamante independientes. El desarrollo de la física cuántica, y la búsqueda de una teoría unificada (teoría cuántica de la gravedad), conjuntamente con el desarrollo de la teoría de cuerdas, han hecho entrever la posibilidad de la existencia de múltiples dimensiones y universos paralelos conformando un multiverso
Los llamados agujeros de gusano, una especie de pasadizo entre dos puntos distantes o no del espacio-tiempo, fueron descubiertos matemáticamente en 1916 por Ludwing Flamm, unos pocos meses después de que Einstein formulara su ecuación de campo ( relatividad general), como una solución a dicha ecuación de campo. Posteriormente, en los años cincuenta fueron investigados intensamente mediante gran variedad de cálculos matemáticos por John Wheeler y su equipo. Durante muchos años, los cálculos parecían indicar que se creaban en algún instante de tiempo y rápidamente se estrangulaban y se cerraban. Pero en 1985 , cuando Kip S. Thorne trataba de resolver un grave problema que tenía Carl Sagan con la heroína de su última novela , realizó una serie de cálculos que le llevaron a encontrar la solución a la inestabilidad de un presunto agujero de gusano.



La oposición a la existencia de agujeros negros fue liderada durante algún tiempo por uno de los más grandes científicos de este siglo: John Archibald Wheeler (quien durante los años 50 dirigió el desarrollo de la bomba de hidrógeno). Wheeler sostenía que los cálculos de Oppenheimer y Snyder contenían demasiadas idealizaciones (es decir simplificaciones de los datos a fin de disponer de un modelo susceptible a su tratamiento matemático). Sin embargo, cambió su posición y retiró sus objeciones cuando al rehacer los cálculos de Oppenheimer y Snyder, teniendo en cuenta correcciones provenientes de la física nuclear, logró probar hacia 1958 que estos autores tenían razón al postular que la formación de un agujero era inevitable. Desde entonces, Wheeler se transformó en uno de los líderes en la investigación de objetos colapsados por acción de la gravedad.
Esta idea fue retomada hacia fines de los años 80 por Kip Thorne, titular de la cátedra Feynman en el Instituto Tecnológico de California, cuando fue consultado por Carl Sagan, que se encontraba entonces escribiendo su novela Contact ("Contacto"), sobre la posibilidad de utilizar agujeros negros para realizar viajes interestelares. La consulta provocó el interés de Thorne por el tema, quien luego de trabajar un tiempo sobre el asunto, explicó a Sagan que los agujeros negros de Schwarzschild no son "atravesables" a causa de la presencia de la singularidad y del horizonte de eventos descritos arriba. En opinión de Thorne, la estructura que Sagan estaba buscando para fundamentar el argumento de su novela era aquella solución de las ecuaciones de Relatividad General que actualmente se conoce como agujero de gusano, y que puede imaginarse como un túnel que une regiones no contiguas del espacio-tiempo.
La dilatación temporal ha sido confirmada de muchas maneras, como por ejemplo, observando la propagación de partículas subatómicas que generalmente viajan a velocidades cercanas a la de la luz. Esto se conoce desde la década de 1910, cuando en una serie de vuelos en globo, Victor Hess descubrió que la Tierra se encuentra inmersa en un mar de radiación cósmica (véase "Los rayos cósmicos galácticos", Ciencia Hoy, 48: 22-28, 1998). Hoy se sabe que esta radiación está formada mayoritariamente por muones creados por la interacción de los rayos cósmicos con los átomos presentes en la alta atmósfera. Los muones viajan varios
kilómetros antes de impactar en la superficie terrestre. Sin embargo, en su sistema de referencia propio sólo viven alrededor de dos microsegundos, tiempo en el cual podrían recorrer no más que algunos cientos de metros. La explicación de cómo es que los muones llegan a la superficie del planeta es la dilatación del tiempo predicha por la Relatividad Especial: como consecuencia de la misma el tiempo de vida de los muones aumenta cuando es medido desde nuestro sistema de referencia. El efecto de dilatación temporal podría entonces utilizarse para facilitar el viaje de seres humanos hacia el futuro.



Thorne, junto con sus alumnos Mike Morris y Ulvi Yurtsever, se dedicó entonces al estudio de las características que debería tener la materia que constituye el túnel, para poder distorsionar el espacio-tiempo de manera tal que la conexión resultante fuese permanente y atravesable. Utilizando las ecuaciones de Einstein, lograron probar que el túnel sólo podría mantenerse abierto si sus paredes fueran de materia exótica, esto es, materia que a diferencia de la normal debe poseer masa negativa (en el argot técnico, su tensión radial debe ser mayor que su densidad de energía; véase el recuadro "Una clase 'exótica' de materia"). De este material se dice que viola las condiciones de energía.
El genio Nassim Haramein predijo hace quince años que en el centro de cada galaxia hay un “agujero negro” (en inglés, “black hole”), cosa que la Ciencia ha demostrado hoy día como cierta. Esa y otras afirmaciones progresivamente confirmadas por la ciencia oficial hacen del simpático Nassim el genio por excelencia de nuestro tiempo. Su teoría se basa en que toda espiral (una galaxia, un tornado, un sistema solar, un átomo…), que es la geometría básica de la Vida, está rotando sobre un eje, la fuente de donde obtiene la energía. Ese detalle, que pasó desapercibido a Einstein y la ciencia oficial, le llevó a Nassim a proponer que, en realidad, el “agujero negro” es parte de un “agujero blanco”, es decir, que el lugar de máxima oscuridad es donde, al mismo tiempo, hay más luz. Lo que ha llevado a proponer sustituir el término “black hole” por el de “black whole” (se pronuncian prácticamente igual pero el segundo significa “Totalidad Negra”). En resumidas cuentas, el llamado agujero negro (como las manchas solares) sería el lugar por donde se traspasa el sistema hacia otra dimensión y el lugar por donde fluye la energía desde otro Sol… como anticiparon los mayas. Es decir, la puerta de entrada a la LUZ.
Traspasado a nuestra vida diaria, esto nos llevaría a que el “agujero negro” (es decir, una crisis personal) es el pasadizo espiral de Alicia (en el país de las maravillas) hacia una nueva Realidad, es decir, el camino hacia la Luz o la Iluminación.
Evidentemente, el acelarador de partículas plantea nuevas tendencias en la física, la búsqueda permanente del ser humano por develar los misterios del Cosmos, la integración a la fuente original como proceso cíclico presente en el Universo. Podemos hablar entonces del multiverso, y de dimensiones paralelas entrelazadas tiempo espacio. La partícula de Dios se deja percibir en el ambiente acelerado de los experimentos del CERN, tal y como la acelaración del Multiverso es cada vez mayor, quizás nos prepara a un salto cuántico sin precedentes en los registros históricos de nuestra civilización. Otras culturas aún más lejanas en tiempo espacio como la Atlántida o la Lemuria colapsaron llevando al fondo de los océanos su conocimiento y sabiduría, nos toca entonces re-evolucionar partiendo de la información explosiva que la red recoge rodeada de frecuencias, vibraciones y símbolos ancestrales. Hasta la próxima semana apreciados lectores.

No hay comentarios:

Publicar un comentario