O LHC obtén resultados espectaculares

Detectou o bosón W e espera confirmar a existencia de partículas supersimétricas.

En menos dun mes de funcionamento, o LHC (Gran Colisionador de Hadrones) obtivo resultados espectaculares, entre outros a detección de partículas como o bosón W, unha das responsables da interacción débil na natureza. Os científicos prevén confirmar así mesmo a existencia de partículas supersimétricas, co que se "podería dar unha explicación á materia escura", que compón ao redor dun cuarto do Universo.

Os físicos de partículas de todo o mundo están a vivir momentos emocionantes. O LHC (Gran Colisionador de Hadrones) alcanzou a enerxía máis alta xamais lograda até o momento para chocar artificialmente feixes de partículas, o cal augura importantes descubrimentos.
O británico Nick Ellis, responsable da selección de datos de ATLAS (un do catro experimentos do LHC) avanzou a semana pasada en Valencia os primeiros resultados obtidos e as perspectivas de novos achados científicos.
O científico revelou que, en menos dun mes de funcionamento, xa se detectaron partículas como o bosón W, unha das responsables da interacción débil na natureza cuxo descubrimento requiriu meses de análises en experimentos anteriores.
Ellis foi convidado a participar nun dos coloquios que organiza o Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto do CSIC e a Universitat de València), que xunto ao Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM-IMB-CSIC), o Institut de Fisica d'Altas Energies (IFAE, consorcio entre a Generalitat de Catalunya e a Universitat Autònoma de Barcelona) e a Universidade Autónoma de Madrid participou na construción de detectores e a análise de datos de ATLAS.
Segundo Ellis, tras o accidente co helio superfluido en 2008 xa superado, os científicos están gratamente sorprendidos pola resposta do acelerador xa que, no pouco tempo (desde o pasado 30 de marzo) que leva funcionando a unha enerxía de colisión de 7 TeV (1 Teraelectronvoltio = un billón de electronvoltios), "puidéronse detectar bosones W".
O bosón W é unha das partículas responsables da interacción débil (unha do catro forzas fundamentais da natureza) cuxo descubrimento constituíu un dos maiores éxitos nos anos 80 do CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, organismo que xestiona o LHC), e supuxo o Nobel de Física a Carlo Rubbia e Simon van der Meer tras unha prolongada análise.

Partículas supersimétricas
Agora ben, ao operar a niveis de enerxía moito máis elevados, o LHC foi capaz de reproducir estes resultados en menos dun mes de funcionamento. A partir destes "espectaculares resultados", os científicos son "tremendamente optimistas prevendo poder levar a cabo fascinantes descubrimentos no LHC", asegurou Ellis. Nos dous anos que se manterá operando á enerxía actual, os investigadores de ATLAS esperan obter datos que confirmen a existencia de partículas supersimétricas, co que se "podería dar unha explicación á materia escura", que compón ao redor dun cuarto do Universo.
Con todo, segundo Ellis, "a pesar de tan prometedor comezo, o (bosón de) Higgs será moi difícil de observar a estas enerxías", polo que os científicos previsiblemente deberán esperar ata que o LHC alcance a enerxía final para a cal está deseñado, 14 TeV (7 TeV por feixe de partículas), algo que ocorrerá probablemente en 2013. O bosón de Higgs é, segundo a teoría, o responsable de conferir masa ao resto de partículas, aínda que a súa existencia non fose aínda comprobada experimentalmente. Pero, ademais do Higgs, os científicos confían en detectar novas partículas ou, mesmo novas dimensións espaciais, algo "fundamental para unificar a gravidade co resto de forzas", remarcou Ellis.

Máis alá do módelo estándar
E é que o LHC "é unha máquina para descubrir", para abrir novas portas máis aló do modelo estándar, a paradigma actual que describe as interaccións entre as partículas fundamentais coñecidas. "Esta teoría funciona ben a unha determinado escala de enerxía, pero cando esta increméntase, xa non é consistente", manifestou o físico británico. Por iso, o LHC é o instrumento adecuado para "buscar algo diferente do que está escrito nos libros de física actuais", esixindo para iso unha mentalidade aberta por parte dos científicos.
Nesta procura do descoñecido o sistema de selección de datos (denominado Trigger) xoga un papel fundamental. Entre a enorme cantidade de datos resultantes das colisións (segundo Ellis, os procedentes dun só detector de ATLAS supoñen un volume similar ao do tráfico diario de comunicacións telefónicas en todo o mundo), selecciónanse só aqueles que poden revelar novos fenómenos. Como responsable do Trigger de ATLAS, Ellis recoñeceu que o seu desenvolvemento é específico para estes experimentos, aínda que o traballo neste sistema de toma de decisións ultrarrápido é un ?magnífico adestramento? para estudantes que posteriormente desenvolverán a súa carreira no campo da Electrónica ou a Computación.
En canto á participación española no LHC, que se coordina a través do Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas e Nuclear (CPAN, Consolider 2010), Ellis considerouna "extremadamente positiva". Ademais dos centros participantes en ATLAS, en CMS participan o Centro de Investigacións Enerxéticas, Ambientais e Tecnolóxicas (CIEMAT), o Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidade de Cantabria) a Universidade de Oviedo e a Autónoma de Madrid. En LHCb, participan a Universitat de Barcelona (UB), a Universitat Ramon Llull (URL) e o Instituto Galego de Física de Altas Enerxias (IGFAE, Universidade de Santiago de Compostela), centro que, xunto ao CIEMAT, participa tamén en ALICE. España dispón ademais dun Porto de Información Científica (PIC) do sistema de computación GRID, un consorcio formado pola Generalitat de Catalunya, o CIEMAT, a Universitat Autònoma de Barcelona e o IFAE.

Hawking define as formas posibles de viaxas no tempo

Buracos de verme agrandados ou alcanzar a velocidade da luz poderían servir para desprazarnos ao pasado ou futuro

Nun artigo publicado esta semana pola revista Daily Mail, o famoso físico británico Stephen Hawking, definiu as vías que, segundo as teorías actuais da física, poderían servirnos para viaxar no tempo: buracos de verme agrandados, órbitas ao redor de buracos negros ou viaxes á velocidade da luz poderían servir, polo menos teoricamente, para desprazarnos cara ao pasado ou o futuro. Pero estas viaxes, aínda que fisicamente posibles, aínda deben superar enormes dificultades técnicas para converterse en realidade.

Nun artigo publicado esta semana pola revista Daily Mail, o famoso físico británico Stephen Hawking, definiu as vías que, segundo as teorías actuais da física, poderían servirnos para viaxar no tempo.
Para entendelas, explica a revista Discovery débese pensar, en primeiro lugar, no tempo coma se este fose unha dimensión máis, similar á altura, o ancho ou a lonxitude de todas as cousas.
Hawking ilustra esta idea co exemplo da condución dun coche: os vehículos poden ir cara adiante, nunha dirección; pero tamén poden ir cara a dereita ou esquerda: esa sería outra dirección. Por último, tamén poden subir por unha estrada de montaña (terceira dirección). A cuarta dimensión que o coche percorrería sería o tempo.

Atallos no espazo tempo

Pero como poderiamos facer ese "xiro" e desprazarnos cara ao futuro ou o pasado? En primeiro lugar, segundo Hawking, en teoría podería facerse a través de certos portais espazo-temporais coñecidos como buracos de verme que, segundo as ecuacións da teoría da relatividade, son "atallos" que percorren o espazo e o tempo.
O físico escribe que estes buracos de verme atópanse por todas partes (na chamada espuma cuántica ou fundación do tecido do universo), ao noso ao redor.
O único problema que presentan para calquera que queira viaxar no tempo é que son demasiado pequenos (atópanse no nivel cuántico ou subatómico da materia) como para que neles caiban persoas ou medios de transporte espazo-temporal.
Se fose posible, cunha técnica futura, facer un buraco de verme o suficientemente grande, entón, poderiamos viaxar a través deles a outros planetas situados a anos luz de distancia do noso ou quizais ao pasado, para ver aos dinosauros, afirma Hawking.
Para entendelas, explica a revista Discovery débese pensar, en primeiro lugar, no tempo coma se este fose unha dimensión máis, similar á altura, o ancho ou a lonxitude de todas as cousas.
Hawking ilustra esta idea co exemplo da condución dun coche: os vehículos poden ir cara adiante, nunha dirección; pero tamén poden ir cara a dereita ou esquerda: esa sería outra dirección. Por último, tamén poden subir por unha estrada de montaña (terceira dirección). A cuarta dimensión que o coche percorrería sería o tempo.

Os ríos do tempo

Outra interesante idea que expón Hawking sobre as viaxes no tempo no seu artigo é que estes poderían facerse navegando polos "cambiantes ríos do tempo". Segundo o físico, "o tempo flúe como un río e parece coma se cada un de nós fóra inexorablemente arrastrado pola súa corrente" pero, de feito, o tempo é como un río noutro sentido: flúe a diferentes velocidades en distintos sitios, e aí está a clave para a viaxe ao futuro.
Stephen Hawking. Esta idea foi proposta por outro físico: Albert Einstein, hai un século. Einstein pensou que debía haber sitios onde o tempo se desaceleraba e outros onde se aceleraba.
Tiña razón, escribe Hawking, e a proba chegou coa rede de satélites de posicionamento global (GPS) que, ademais de axudarnos a navegar pola Terra, revelou que o tempo vai máis rápido no espazo: os precisos reloxos instalados dentro destas aeronaves gañan ao redor dun terzo da billonésima parte dun segundo cada día. O problema non está nos reloxos: o que ocorre é que a masa da Terra arrastra ao tempo e faio máis lento.
Esta sorprendente realidade abre a porta á posibilidade de viaxar no tempo, polos diversos ríos temporais, afirma o físico.

Buracos negros

Outra posibilidade para viaxar no tempo, polo menos en teoría, é a dos buracos negros. Estes buracos son rexións finitas do espazo-tempo provocadas por unha gran concentración de masa no seu interior, cun enorme aumento da densidade, que á súa vez xera un campo gravitatorio de tal magnitude que ningunha partícula material, nin sequera os fotóns de luz, pode escapar del.
Segundo Hawking, os buracos negros teñen un efecto dramático no tempo, porque o retardan máis que calquera outra cousa da galaxia. Por tanto, estes buracos son "máquinas do tempo naturais".
Así, por exemplo, se unha nave espacial orbitara ao redor do buraco, tardaría 16 minutos en completar unha órbita, desde a perspectiva da axencia espacial que controlase a misión desde a Terra. Para os astronautas, en cambio, só pasarían 8 minutos.

Cen anos nunha semana

Stephen Hawking propón, por último, outro medio de desprazamento no tempo: as viaxes a unha velocidade próxima á da luz. Segundo o científico, viaxar case á mesma velocidade da luz, que se move a 300.000 quilómetros por segundo, transportaríanos directamente ao futuro.
Para ilustrar esta posibilidade, Hawking utiliza o exemplo dun tren de alta velocidade que saíse dunha estación o un de xaneiro de 2050 e que puidese dar sete voltas á Terra cada segundo. A esa velocidade, no interior do tren o tempo transcorrería máis lentamente que fose. Nunha semana de viaxe para os pasaxeiros, con todo, estes chegarían ao seu destino 100 anos despois de saír, en 2150, segundo o tempo terrestre común.
Aínda que a escala macroscópica esta velocidade é imposible de alcanzar polo momento, o certo é que no acelerador de partículas LHC (Gran Colisionador de Hadrones do CERN, en Xenebra), logrouse que unhas partículas subatómicas que normalmente se desintegran inmediatamente despois de aparecer e chamadas pimesones, movésense á devandita velocidade. Como consecuencia o seu tempo de vida prolongouse até 30 veces.
Para facer o mesmo cun ser humano, explica Hawking, necesitariamos estar no espazo e unha nave que fose 2.000 veces máis rápida que o Apolo 10. Por tanto, parece que en teoría, viaxar no tempo é posible, quizá só sexa cuestión de esperar.

Cuestión de diñeiro, non de física

As viaxes no tempo xa non parecen, polo menos para os científicos e a xulgar por unha serie de investigacións realizadas recentemente, só un soño da ciencia ficción.
Nos últimos anos, falouse de diversos avances neste terreo e en cuxo contexto as afirmacións de Hawking cobran maior sentido. Así, en 2007, por exemplo, un equipo de científicos israelís estableceu un modelo teórico para a viaxe no tempo que podería permitir ás xeracións futuras desprazarse ao pasado. Os seus cálculos, en concreto, demostraban que se podía xerar un bucle espazo-temporal a partir unicamente de materia ordinaria e densidade de enerxía positiva.
Por outra banda, en 2006, un físico da Universidade de Connecticut, en Estados Unidos, publicou que creara un prototipo de máquina do tempo que utilizaba enerxía luminosa en forma de raios láser para curvar o tempo e así desprazarse por el. Segundo este físico, con este método o ser humano podería viaxar no tempo ao longo de leste mesmo século.
En 2004, mesmo, o físico Paul Davies chegou a afirmar nun encontro de especialistas que "a máquina do tempo era cuestión de diñeiro e non de física". É dicir que, se houbese investimentos para a investigación neste terreo, talvez poderían superarse as dificultades tecnolóxicas dunha viaxe que, segundo as leis da física, é posible.