Ensayo Final CERN

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Facultad de Ciencias Físico Matemáticas
DHTICs
Luis Fernando Hernández Valencia
Matricula 201127937
Acerca del CERN y el LHC.
Otoño 2012

Introducción

Los sucesos científicos que ocurren en la actualidad, influyen de manera notable en la vida
de la sociedad humana. Estos sucesos van desde el descubrimiento de los neutrinos,
pasando por los más diversos casos de clonación animal, la creación y la comercialización
de la pastilla Viagra, hasta el monopolio informático que tiene la empresa Microsoft a escala
mundial. Todos estos hechos son mas que suficientes para percatarnos de la manera en que
la ciencia influyó, y sigue influyendo en nuestra sociedad. A raíz de todos estos hechos, y
más, que enumerados formarían una lista interminable, vuelven y hacen necesario el
conocer, pero con un énfasis netamente científico.

Algunos historiadores científicos argumentan que la tecnología no es sólo una condición
esencial para la civilización avanzada y muchas veces industrial, sino que también la
velocidad del cambio tecnológico ha desarrollado su propio ímpetu en los últimos siglos. Las
innovaciones parecen surgir a un ritmo que se incrementa en progresión geométrica, sin
tener en cuenta los límites geográficos ni los sistemas políticos. Estas innovaciones tienden
a transformar los sistemas de cultura tradicionales, produciéndose con frecuencia
consecuencias sociales inesperadas. Por ello, la tecnología debe concebirse como un
proceso creativo y destructivo a la vez.

Indudablemente, como se ha mostrado en diferentes culturas y desde diferentes
perspectivas a lo largo de la historia de la humanidad, se han invertido muchísimas horas
hombre y recursos para generar conocimiento y poder explicar el origen de las cosas;
siempre preguntarse el porqué de los fenómenos ha sido una característica intrínseca de la
raza humana. Por lo anterior sabemos que existen culturas o civilizaciones, que
completamente aisladas entre si geográficamente y temporalmente, han llegado a explicar
desde diferentes perspectivas los mismos fenómenos y de una u otra manera han generado
conocimiento, el cual es imprescindible para el entendimiento que se tiene actualmente
sobre el funcionamiento de nuestro universo.

EL CERN

Como muchos centros de investigación, pertenece y es financiado por varios de los países
que conforman la unión europea. Son 20 estados miembros y 12 de ellos son fundadores
(fundado en 1954). Entre los que más aportan se encuentran Alemania, Francia, Reino
Unido e Italia. De igual manera la cooperación científica internacional ha llevado a países
que no aportan económicamente o que no se encuentran en la zona geográfica (Europa) a
participar en este instituto y sus proyectos, pero si aportan conocimiento científico e
investigadores capacitados, tal es el caso de países como Rusia, Estados Unidos, Brasil,
Canadá, Japón, India, China y en pequeña proporción México.

Este instituto de investigación se encuentra en la frontera franco-suiza pero no se encuentra
bajo la jurisdicción de ninguno de los dos países, sino que es autónomo. Sus siglas
actualmente ya no concuerdan con su nombre real pues ahora se llama Organización
Europea para la Investigación Nuclear, sin embargo es mas conocido como CERN, se ha
mantenido este nombre desde su fundación, que en francés es Conseil Europeeén pour la
Recherche Nucléaire.

Desde su fundación el CERN se ha encargado de la investigación en el área de la física de
partículas, teniendo grandes avances y descubrimientos desde entonces. En este lugar han
sido descubiertos varias partículas subatómicas (bosones W y Z) que complementan el
modelo estándar así como también el surgimiento de la World Wide Web, el cuál muchas
personas actualmente utilizan como parte de su vida cotidiana. La herramienta básica de
este instituto para generar conocimiento son los aceleradores de partículas, los cuales se ha
dedicado a construir, diseñar y utilizar a lo largo de 50 años. El último que fue terminado en
2008 y que se considera como el acelerador de partículas más grande y más novedoso es el
LHC (Large Hadron Collider) o Gran Colisionador de Hadrones.

El LHC

Comenzado en 1998 como un proyecto internacional entre los países miembros del CERN y
en conjunto con países observadores entre los que destaca la experiencia de los Rusos y
Norteamericanos. Su propósito principal es el estudio y la corroboración de diferentes teorías
de la física de partículas y la física de altas energías. En otras palabras tiene como fin
aclarar o contestar preguntas fundamentales de la física avanzando profundamente en el
conocimiento de las leyes de la naturaleza. La colaboración tanto para su construcción como
para su funcionamiento se da tanto de científicos del CERN como de científicos de
universidades de 33 países diferentes, (los únicos que tienen acceso a tales instalaciones
son los científicos, ingenieros y estudiantes relacionados al área y más aún que se
encuentren trabajando para el CERN o alguno de sus proyectos).

El acelerador se encuentra a 100m bajo tierra y lo comprende un túnel de 27km de
circunferencia. Se espera que este instrumento permita confirmar la existencia de la
partícula conocida como Bosón de Higgs, a veces llamada “partícula de la masa o particula
de Dios”. La observación de esta partícula confirmaría las predicciones y "enlaces perdidos"
del Modelo Estándar de la física, pudiéndose explicar cómo las otras partículas elementales
adquieren propiedades como la masa. Por tal motivo se le considera como el experimento
más grande y más importante del planeta, sin embargo esta clasificación es irrelevante.
Verificar la existencia del bosón de Higgs sería un paso significativo en la búsqueda de una
teoría de la gran unificación, que pretende relacionar 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 cuya existencia se ha predicho teóricamente, y para las que se ha planificado su
búsqueda, como los strangelets, los micro agujeros negros, el monopolo magnético o las
partículas supersimétricas.

Entre los experimentos que se llevan a cabo en el LHC se encuentran 6 básicos, de los
cuales se derivan muchos y diversos experimentos más pequeños. Los detectores más
grandes y generales son ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus) y CMS (Compact Muon
Selenoid). En general estos experimentos se encuentran a disposición de varias ramas de la
física, entre ellas se encargan de la búsqueda del bosón de Higgs, las dimensiones extra, y
la comprensión de la materia oscura. Sin embargo aunque sus objetivos sean los mismos, la
ventaja con la que se cuenta con estos experimentos es que trabajan de forma diferente,
entonces los resultados puede interpretarse y compararse lo que facilita el trabajo.

Por otro lado también se encuentra el detector ALICE, cuyo objetivo es recrear las
condiciones tal cual justo después del big bang en el laboratorio. Esto permite a los
científicos estudiar el estado de la materia conocido como Quark-Gluon Plasma, que se cree
que existió justo después del big bang.

El experimento TOTEM (Total Elastic and Diffractive Cross Section Measurement) se
encarga de los experimentos de la física que no son viables en los demás dispositivos cuyo
propósito es más definido, en otras palabras este experimento es más accesible a diferentes
investigaciones. Entre ellas se intenta medir con precisión el tamaño del protón al igual que
monitorear la luminosidad del LHC.

Finalmente el experimento LHCf (Large Hadron Collider Forward) utiliza las colisiones como
fuente para simular rayos cósmicos en condiciones de laboratorio.
De los experimentos mencionados se derivan muchos más en donde, orgullosamente, la
Facultad de Ciencias físico-matemáticas de la BUAP tiene la oportunidad de participar en
algunos.

Con todo esto podemos decir que el LHC fue construido y funciona debido a que aún
existen muchas preguntas sin resolver que los físicos de partículas intentan contestar para
así generar conocimiento. Esta máquina puede revelar resultados inesperados en los que
nadie ha pensado antes. Durante años los físicos han sido capaces de describir con
increíble detalle a las partículas fundamentales que componen el universo y las
interacciones entre ellas.

Esta explicación viene descrita en el Modelo Estándar, sin embargo aún existen lagunas
que no han podido aclararse y que no hacen del todo viable este modelo. Para llenar este
vacío es necesario de datos experimentales y el siguiente paso para hacer esto es a través
del LHC. Por tal motivo para juzgar tal proyecto uno debe basarse en información verídica y
no en suposiciones absurdas que desgraciadamente circulan sobremanera a través de los
medios o manipuladores a su conveniencia.

Conclusión

Entre las cuestiones que aún deben responderse, y que generan gran curiosidad y emoción
a todo aquel que tiene una pequeña dosis de interés científico, están el hecho de entender
qué es la masa, cuál es su origen, porqué las partículas pesan una cantidad determinada,
por qué otras partículas parecen no tener masa, etc. Y para todo ello puede empezarse a
tener una idea a través de la observación de bosón de Higgs.

Bibliografía

GAES, Grupo de Altas Energias. (2003) “Acercandonos al LHC”. [Documento WWW] URL:
http://www.lhc-closer.es/php/index.php?i=3&s=1&p=6&e=0

TASI. Conway, John. (2006). Hadrons Collisions and the LHC. [Documento PDF]. URL:
http://www.physics.ucdavis.edu/~conway/talks/TASI/Conway-TASI-1.pdf

CERN, Comunication group. (2008, Enero) “The faq. LHC guide”. [Documento WWW] URL:
http://cdsmedia.cern.ch/img/CERN-Brochure-2008-001-Eng.pdf

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