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El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider o LHC, siglas por las que es generalmente conocido) es un acelerador de partículas (o acelerador y colisionador de partículas) ubicado en la actualmente denominada Organización Europea para la Investigación Nuclear (la sigla es la del nombre en francés de tal institución: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, CERN), cerca de Ginebra, en la frontera franco-suiza.

El LHC se diseñó para colisionar haces de hadrones, más exactamente de protones de 7 Tev de energía, siendo su propósito principal examinar la validez y límites del Modelo Estándar, el cual es actualmente el marco teórico de la física de partículas, del que se conoce su ruptura a niveles de energía altos.
Los protones acelerados a velocidades del 99% de c y chocando entre sí en direcciones diametralmente opuestas producirían altísimas energías (aunque a escalas subatómicas) que permitirían simular algunos eventos ocurridos durante o inmediatamente después del big bang.

El LHC se convertirá en el acelerador de partículas más grande y energético del mundo.[1] Más de 2000 físicos de 34 países y cientos de universidades y laboratorios han participado en su construcción.

Hoy en día el colisionador se encuentra enfriándose hasta que alcance su temperatura de funcionamiento, que es de 1.9 K (menos de 2 grados sobre el cero absoluto o ?271.25 °C). Los primeros haces de partículas fueron inyectados el 1 de agosto de 2008, [2] el primer intento para hacer circular los haces por toda la trayectoria del colisionador se produjo el 10 de septiembre de 2008 [3] mientras que las primeras colisiones a alta energía tendrán lugar después de que el LHC se inaugure de forma oficial el 21 de octubre de 2008.[4]

Teóricamente se espera que, una vez en funcionamiento, se produzca la partícula másica conocida como el bosón de Higgs (a veces llamada “la partícula de Dios”[5] ). La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y “enlaces perdidos” del Modelo estándar de la física, pudiéndose explicar cómo adquieren las otras partículas elementales propiedades como su masa.[6] Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una Teoría de la gran unificación, teoría que pretende unificar tres de las cuatro fuerzas fundamentales conocidas, quedando fuera de ella únicamente la gravedad. Además este bosón podría explicar por qué la gravedad es tan débil comparada con las otras tres fuerzas. Junto al bosón de Higgs también podrían producirse otras nuevas partículas que fueron predichas teóricamente, y para las que se ha planificado su búsqueda,[7] como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las partículas supersimétricas.[8]

El nuevo acelerador usa el túnel de 27 km de circunferencia creado para el Gran Colisionador de Electrones y Positrones (LEP en inglés).

El objetivo: simular el big bang a pequeñísima escala, la explosión que ocurrió hace 15.000 millones de años y que dio origen al universo. De esta manera, los 10.000 científicos de 85 países que trabajan en el LHC esperan resolver las grandes cuestiones: de dónde viene todo y cómo hemos llegado hasta aquí, de qué está hecho el mundo y por qué todo es como es.

En el interior del LHC, una especie de tubo circular subterráneo entre la frontera suiza y francesa, cerca de Ginebra, se lanzarán dos haces de protones en dirección opuesta. Correrán a un 99,9999991% de la velocidad de la luz y cuando choquen -está previsto que colisionen en cuatro puntos concretos- recrearán las condiciones que reinaban inmediatamente después del big bang.

Sin embargo, las primeras colisiones, y por lo tanto los primeros datos, quizás no se produzcan mañana, pues aún hay que calibrar los instrumentos que forman el acelerador y ajustar las mediciones. Lo que se pretende en el primer día de funcionamiento oficial del LHC es lograr que los protones den la vuelta al anillo de 27 kilómetros que forma el núcleo del acelerador.

“Al principio no lo vamos a lograr, es un proceso muy complejo. Son 27 kilómetros y habrá defectos que corregiremos por el camino”, explica el científico español Antonio Vergara Fernández, responsable de la parte de hardware del LHC. En torno a las 9.06 de hoy se lanzará el primer haz de protones, probablemente en el sentido de las agujas del reloj -aunque ayer esta cuestión todavía estaba por decidir-.

Una vez se haya comprobado que circula de forma correcta, se lanzará otro haz en la dirección contraria. Si todo va según lo previsto, Europa habrá conseguido poner en marcha el experimento civil más ambicioso y sofisticado de la historia -en la década de 1980 Estados Unidos comenzó la construcción de un acelerador de partículas de características similares, pero paralizó el proyecto por falta de financiación-. Aun así, los responsables del CERN destacan el carácter internacional de este experimento, cuyo presupuesto supera los 6.000 millones de euros y que ha tardado veinte años en hacerse realidad.

Según explicaba ayer Vergara Fernández, los nervios estaban a flor de piel en el CERN, aunque se mostraba convencido del éxito de la operación. Los científicos del centro creen que las primeras colisiones se producirán en cuestión de días -si no mañana- y que los experimentos que analizarán la reacción de las partículas subatómicas al chocar empiecen a avanzar “trazas de la nueva física a descubrir” esta semana. “Durante este año ya tendremos novedades del mundo subatómico, aunque lo verdaderamente espectacular empezará a llegar a partir del verano que viene. Y de ahí en adelante… tierra incógnita”, dice Vergara Fernández.

“El LHC está concebido para cambiar de forma radical nuestra visión del universo”, explicó ayer el director general del CERN, Robert Aymar, informa AP. Y es que, pese a las teorías, lo más emocionante del LHC es el viaje a lo desconocido que inicia, un trayecto a los orígenes de todo.

CÓMO FUNCIONA

LOS HACES. Dos haces de partículas subatómicas llamadas hadrones atravesarán el acelerador circular en direcciones opuestas. Con cada vuelta que den, ganarán energía hasta acercarse a la velocidad de la luz.

IMANES. Un total de 9.300 imanes dirigirán los haces, mientras que otros instrumentos inyectarán energía para que las partículas no dejen de moverse.

TEMPERATURA Y VACÍO. El acelerador opera a una temperatura de 271 grados centígrados bajo cero para que no pierda energía y en su interior se trabaja en vacío, para imitar el medio ambiente del espacio.

DETECTORES. Las partículas chocan en cuatro puntos concretos del acelerador. Allí hay colocados cuatro enormes detectores – tan grandes como catedrales-, que analizarán las cantidades ingentes de energía y la temperatura que se producirán a consecuencia de la colisión. También estudiarán el comportamiento de las partículas resultantes del choque y las condiciones que se creen.

NUEVOS DATOS. Se generará el 1% de la información de todo el mundo.