¿Secretismo?
El LHC (Large Hadron Collider – Gran Colisionador de Hadrones) nos induce a la contemplación del Cosmos en toda su amplitud y responde a la fascinación humana por el Universo. Ubicado cerca de Ginebra (Suiza) y coordinado por el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear, es el proyecto más ambicioso de la física actual. Es el acelerador de partículas más potente del mundo. Pero el gran colisionador además está de moda por dos razones. La primera indiscutiblemente por el tema principal de la película Ángeles y Demonios, dirigida por Ron Howard e interpretada por la estrella principal, Tom Hanks, en que una antigua hermandad secreta, los Illuminati, quiere destruir el Vaticano utilizando antimateria robada del CERN. La segunda, fruto de un infortunio, cuando nueve días después de hacer la primera prueba el 10 de septiembre del 2008 se produjo un fallo técnico, una fuga de helio debida a una conexión defectuosa entre dos imanes.
Ambos frentes, uno ficticio y otro real, dispararon las opiniones no solo del mundo científico, sino también de la opinión pública, atónita ante dicho proyecto, sorprendida ante la complejidad y el aparente secretismo. Aquello hacía surgir las preguntas: ¿qué realiza el CERN? ¿Existe la antimateria? ¿Hace investigación secreta el CERN? ¿Fabrica agujeros negros por los cuales puede verse atrapada la Tierra?

 
Todo aquello llevaba a ideas preconcebidas y prejuicios, según unos patrones poco sólidos y rigurosos, incluso a amenazas y denuncias ante un posible fin apocalíptico de nuestro planeta. Los científicos Walter Wagner y Luis Sancho presentaron al respecto una denuncia, advirtiendo que los experimentos realizados por el LHC supondrían una grave amenaza para nuestro planeta, al haber una probabilidad del 75% de que el LHC acabara con la Tierra. Si bien estos temores, como veremos a lo largo de este artículo, son infundados si nos valemos de los argumentos científicos disponibles en torno a los experimentos, no debemos descartar posibles intereses militares y gubernamentales detrás de las colisiones del CERN, obviamente omitidos, como sucede en todos los ámbitos que están regidos por intereses económicos, de poder y de control.

Pero ¿qué es el LHC?
El LHC es un acelerador de partículas circular de 27 km de perímetro, situado a unos 100 metros bajo el suelo, de energía y complejidad sin precedentes. Es fruto de un proyecto a gran escala de colaboración internacional con un presupuesto que ronda los 6.000 millones de euros y que cuenta con la participación de 20 estados miembros, entre ellos España. Toda esta construcción ‘faraónica’ para estudiar los constituyentes elementales de la materia y de las fuerzas que los unen se centra en la búsqueda de cuestiones fundamentales sobre el Universo tales como ¿de qué está constituido y cómo ha evolucionado?
En los aceleradores de partículas se aceleran partículas subatómicas hasta velocidades cercanas a la de la luz, para después hacerlas chocar. En dicho proceso se utilizan campos eléctricos elevados para acelerar los haces de partículas y campos magnéticos para guiarlos en su recorrido. Los detectores ATLAS, ALICE, LHC-B y CMS registran lo que pasa cuando las partículas entran en colisión.
Nadie sabe de momento qué es lo que decide que un fotón (la partícula de luz) no tenga masa y las partículas como los bosones W y Z (intermediarios de la fuerza nuclear débil) tengan tanta. Se piensa que debe de haber otra partícula, llamada por algunos ‘la partícula de Dios’ o ‘bosón de Higgs’, responsable de la diferencia entre el fotón que no tiene masa y los pesados W y Z. Su detección sería fundamental de cara a completar el rompecabezas cósmico. Si no aparece, toda la teoría que los físicos de partículas han estado construyendo en estos últimos años (el llamado Modelo Estándar) quedaría en entredicho.
El LHC también podría encontrar las partículas predichas por la Teoría Supersimétrica. La supersimetría duplica la materia existente. Para cada partícula que conocemos hasta el momento existiría su ‘compañero’ correspondiente, pero de una masa mucho mayor. Si no se detectaran este tipo de partículas en las colisiones futuras del CERN está claro que las teorías de unificación de la física actuales se habrían de retocar.
¿Agujeros negros?
En relación a algunas denuncias recibidas, como he dicho al principio, se habla acerca de la creación de miniagujeros negros en las colisiones de los pares de protones, debido a la alta densidad de energía creada en el proceso. No todos los científicos coinciden en este punto; sin embargo, Stephen Hawking predice la creación de dichos agujeros negros, denominados ‘microscópicos’ o ‘cuánticos’. Dicha noticia a favor de la creación de estos agujeros llamados ‘negros’ hizo saltar la alarma en torno al proyecto, ya que se sabe que los agujeros negros en el cosmos, debido a su ingente campo gravitatorio, atrapan la luz y cualquier forma de materia que entre en su horizonte de sucesos (el límite sobre el cual la materia/radiación no puede escapar). De ahí se especuló con el fin de nuestro planeta al ser supuestamente engullido por estos ‘monstruos’ predichos por la física teórica y comprobados posteriormente por la cosmología experimental. Vale recordar que en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro de una masa equivalente a cuatro millones de soles.
Volviendo a los miniagujeros negros, según los estudios del físico teórico Hawking estos se evaporarían inmediatamente después de formarse, y no supondrían pues ningún peligro a primera vista.
Ello es debido a la radiación de Hawking, pérdida de energía constante sufrida por el agujero negro en cuestión. Cuanto más pequeño es el agujero negro, mayor es la energía que pierde, y viceversa. La conclusión a que llegó Hawking sobre la radiación de los agujeros negros ha sido confirmada por otros investigadores y se puede argumentar de la siguiente forma sencilla: si bien es cierto que toda la radiación situada dentro del horizonte de sucesos no puede escapar, lo que queda justo fuera, en las cercanías del borde, sí puede hacerlo. Sabemos que el potente campo gravitatorio colindante con el horizonte puede crear espontáneamente una partícula y su antipartícula según la teoría cuántica de campos, siempre en concordancia con el Principio de Incertidumbre. La partícula creada en el interior del borde cae en el agujero y se pierde para siempre; la otra situada fuera del horizonte se escapa y puede aniquilarse en su fuga con su posible antipartícula y generar radiación electromagnética, llamada radiación de Hawking. Por tanto, un agujero negro está perdiendo energía de forma constante, y en el caso de los agujeros negros cuánticos estos perderían energía a un ritmo tan frenético que acabarían esfumándose instantáneamente.
Hablando de la aniquilación entre materia y antimateria, es el momwento de volver al argumento de la película Ángeles y Demonios. La antimateria es la imagen especular de la materia: en esencia son iguales, pero de carga eléctrica opuesta. Así, por ejemplo, electrones (carga eléctrica negativa) y positrones (carga eléctrica positiva), protones y antiprotones, poseen la misma masa, pero tienen carga eléctrica de diferente signo. A efectos prácticos esto tiene mucho interés. Materia y antimateria pueden aniquilarse mutuamente y producir una cantidad elevada de energía. La energía radiante puede ser utilizada posteriormente para crear variedades de partículas nuevas. De hecho esta es la forma habitual de crear y estudiar variedades de materia que no abundan aquí en la Tierra. Respecto a la pregunta de si la antimateria puede ser utilizada como fuente de energía o ser utilizada como arma destructiva, la respuesta es negativa, al menos con la tecnología actual disponible. La producción de antimateria es mínima: en el caso de que todos los aceleradores del CERN fueran destinados a crear exclusivamente antimateria, se necesitaría un billón de años para fabricar un solo gramo. El caso es que la cantidad total de materia producida en la historia del CERN es menor que 10 nanogramos, significando esto una cantidad de energía equivalente a encender una bombilla de 60 watios durante 4 horas (según datos del CERN). Asimismo el almacenamiento de antimateria requiere una cantidad ingente de energía, lo que hace más difícil todavía la anterior posibilidad. Todas ellas razones para no preocuparse, al menos de momento, para una supuesta bomba hecha de antimateria, tal como aparece en el libro de Dan Brown.
Misterios sin resolver
Pero las investigaciones del CERN no se acaban ahí. Sabemos que aproximadamente el 95% de nuestro Universo es desconocido. Además de toda la materia luminosa y no luminosa conocidas, que constituyen aproximadamente el 5% del Universo, el ingrediente mayoritario se lo lleva una especie de energía exótica invisible (70-75%) que impregna el Universo observable y, en segundo lugar, la materia oscura, que ocupa entre un 20 y un 25% de todo el ‘pastel cósmico’. Un misterio fundamental por resolver, sin duda. El CERN intentará en las próximas colisiones arrojar algo de luz sobre este asunto. ¿Qué tipo de partículas misteriosas constituirá este mar fantástico energético pero que es invisible?
Y, por si no es poco, se habla de la existencia de dimensiones invisibles; es más, según la Teoría de las Supercuerdas (la teoría de unificación más aceptada actualmente y que sostiene que todos los componentes básicos de la materia son como cuerdas que vibran a diferentes frecuencias), el Universo contiene 11 dimensiones (tres espaciales conocidas, una temporal y siete espaciales invisibles en el marco general de la teoría M, que engloba las diferentes versiones de teorías de supercuerdas). ¿Dónde se ubicarían estas siete dimensiones restantes? A finales del siglo pasado todo parecía apuntar a la existencia de dimensiones minúsculas, enrolladas en unas distancias muy pequeñas e inalcanzables hoy en día. Sin embargo, investigaciones recientes apuntan a posibles dimensiones tan extensas como las que conocemos, a lo mejor situadas en un universo paralelo. Precisamente las colisiones previstas entre protones podrán provocar la aparición de gravitones que serían capaces de transitar y escaparse hacia las dimensiones adicionales, al menos según las teorías más recientes de la física. Detectar el escape de dichos gravitones será básico para determinar la existencia de estas dimensiones fantasmagóricas. Quizá en un futuro no lejano se puedan utilizar estas dimensiones para viajar por el espacio profundo y transitar las enormes distancias años-luz en tan solo unos meses, haciendo factible la colonización del espacio fuera de nuestro sistema solar y que nos convirtamos en auténticos navegantes galácticos.
Aplicaciones prácticas
¿Qué aplicaciones prácticas tiene toda esta construcción gigantesca, en la que se han invertido miles de millones de euros? Es cierto que las aplicaciones prácticas cuestan más de palpar en contraposición a toda la parte teórica-científica del proyecto LHC. En primer lugar cabe destacar las aplicaciones médicas que han surgido gracias a los experimentos en física de altas energías, de las cuales podemos destacar la resonancia magnética, la tomografía por emisión de positrones (para la mejora en el tratamiento de enfermedades como el cáncer) y la radiación sincrotón (para el estudio de virus) entre otras.
De los experimentos del LHC surgirán técnicas para mejorar la precisión y calidad de las imágenes de los escáneres. También las aplicaciones tecnológicas en la industria son importantes, entre ellas la mejora en la calidad de los productos manufacturados, la esterilización de alimentos, la construcción de semiconductores para la industria informática, y por supuesto las aplicaciones en la transmisión de información, como la World Wide Web (www). El CERN será la institución que más volumen de datos genere en el mundo y para gestionar toda esta información ha desarrollado la tecnología GRID, el sistema de computación más grande del mundo.
Todos los descubrimientos que se vayan realizando en el CERN durante los próximos años implicarán seguramente nuevas e ingeniosas aplicaciones. ¿Se convertirá el LHC en maestro alquímico del siglo XXI? Explorar las dimensiones adicionales, controlar la gravitación o generar una fuente de energía hasta ahora desconocida podrían ser posibilidades no tan lejanas, aunque ahora nos puedan parecer altamente especulativas. ¿Quién sabe si una inversión tan costosa, un despliegue tecnológico de tal magnitud, la máquina más potente del mundo, no guardará un as en la manga?
De momento sí podemos afirmar que con los hallazgos del nuevo colisionador aparecerá una nueva era de la física, una nueva visión del mundo que dará respuestas a muchas cuestiones pendientes. Confiemos que estos avances vayan en consonancia con nuestro valor auténtico como seres humanos. Como ya he dicho en otra ocasión, quizá se tenga que modificar nuestra historia sobre el Universo o quizá tengamos que cambiar drásticamente nuestro concepto del cosmos circundante. Lo importante es dar un salto cuántico en nuestra comprensión de la Magia de la Vida.

Teresa Versyp Ducaju es licenciada en Ciencias Físicas por la Universitat Autònoma de Barcelona, y autora del libro La Dimensión Cuántica, de la Física Cuántica a la Conciencia.