A una decena de metros de la frontera franco-suiza, en las cercanías del pequeño pueblo francés St-Genis Pouilly, están ubicadas parte de las instalaciones del CERN, el laboratorio Europeo de Física de Partículas más potente, más caro y más novedoso del mundo. Este mes de agosto he tenido la oportunidad de visitar Le Globe, donde hay una exposición permanente sobre el universo de partículas, una exposición sobre el microcosmos ubicada en el edificio 33, al lado de la recepción, y el ATLAS, el detector más emblemático y grande del LHC (Large Hadron Collider). Con anterioridad, en mi artículo [link] expuse qué es el LHC y qué finalidad tiene esta costosa inversión de más de 6000 millones de euros.
Durante estos días de visita tuve una sensación extraña al saber que debajo de mis pies, aproximadamente a 100 metros de profundidad, están teniendo lugar condiciones excepcionales, y es que dentro del LHC tendrán lugar las temperaturas más altas y más bajas del universo circundante. Los imanes superconductores se encuentran a una temperatura más baja que la de nuestro universo, concretamente a 1,9 K (-271ºC), muy cerca del cero absoluto, pero a la vez, el LHC también alberga temperaturas increíbles de 1015 Kelvin a raíz de los centenares de millones de colisiones por segundo de los protones que giran en direcciones contrarrotatorias. Por esta razón el LHC también es el lugar más cálido, al menos a pequeña escala, ya que a causa de dichas colisiones, la energía liberada es comparable a la existente poco después del Big-Bang, concretamente al cabo de una fracción de 10-12 seg. También están los imanes superconductores que generan campos magnéticos de 8,3 Tesla, un valor 100.000 veces mayor que el campo magnético terrestre. ¡Estos pequeños detalles por sí sólo ya vislumbran la magnitud del proyecto!
Sala de control del detector Atlas (Cern)
Yo misma enfrente de una muestra de sección del LHC (Square Galileo Galilei)
Como ya comenté en el artículo [link], el LHC se centra en la búsqueda de cuestiones fundamentales sobre el Universo tales como ¿de qué está constituido y cómo ha evolucionado? ¿cuál es el origen de la masa? ¿por qué hay apenas antimateria en nuestro universo? ¿es cierto el modelo estándar? ¿existen las partículas supersimétricas? ¿existen las dimensiones adicionales tal como pronostica la teoría de supercuerdas? etc. Da la sensación de que es más fácil vislumbrar todo el constructo teórico en comparación con las aplicaciones prácticas derivadas de estos experimentos, algunas de las cuales también comento en mi artículo. Esta vez, sin embargo me gustaría enfatizar ciertos aspectos de la teoría de la relatividad especial de Einstein, los cuales no se suelen comentar en artículos de divulgación que hablan sobre el CERN. Dichos efectos relativistas son más que notables cuando se hacen circular los protones a velocidades tan cercanas a la de la luz. Tal como indica el conocido ejemplo de los dos gemelos; uno se queda en Tierra y el otro hace un viaje a la estrella α-Centauro (a 4,3 años luz de distancia), a una velocidad de 99, 3 % de la lumínica. Resulta que si para uno ha pasado casi 9 años, para el viajero ha pasado tan sólo uno, volviendo pues más joven que su hermano. De las ecuaciones de la dilatación temporal deducimos que cuánto más nos acercamos a la velocidad de la luz, más despacio transcurre el tiempo. Imaginemos ahora el caso del protón viajando a una velocidad de 0,99999996 c (sea c la velocidad de la luz) en base de una energía de 3,5 TeV por protón. Utilizando la fórmula siguiente:
T = T0 / (1 – v2/c2)1/2 donde T sería el tiempo medido por nosotros, T0 el tiempo que habría pasado para los protones viajeros, v, su velocidad, y c, la velocidad de la luz
Se deduce que si para nosotros han pasado 3730 segundos (un poquito más de una hora), para el protón en cuestión sólo ha pasado ¡un segundo! Es decir, que para el protón el tiempo pasará 3730 veces más lento ( para 7 TeV sería el doble).
Se observó por primera vez el fenómeno de la dilatación del tiempo en experimentos sobre mesones de rayos cósmicos. Ahora, con las 11245 vueltas por segundo de los protones en el LHC, las distorsiones espacio-temporales son muy obvias; también si se tienen en cuenta los efectos de la Relatividad General. La aceleración a causa del movimiento de giro de los protones también crea un retardo temporal. Y si a esto le sumamos la creación de miniagujeros negros cuánticos creados en las colisiones a causa de las altas densidades energéticas, el tiempo fluye cada vez más lento en la proximidad de dicho agujeros. Por cierto, éste ha sido y sigue siendo un punto muy controvertido en la comunidad científica. No todos los científicos están de acuerdo si la creación de dichos microagujeros cuánticos es tan inocua como se suele decir. ¿Y si S.Hawking estuviera equivocado en su afirmación de que dichos agujeros no son estables y se esfuman al instante? ¿Qué implicaciones tendría esto?
Visitantes interactuando con un panel de información de las distintas partes de que consta el acelerador
Estas pequeñas reflexiones me inducen a pensar que bien podría ser posible la existencia de una investigación paralela dirigida al control de la gravitación (asociado a la naturaleza del bosón de Higgs responsable de que las partículs adquieran masa) y a la puesta en práctica de distorsiones espacio-temporales importantes (primero a nivel atómico, después molecular y paulatinamente hasta conseguir efectos macroscópicos notables), quizás incluso de los viajes a lo largo de la línea del tiempo. Relacionado con esto me acuerdo de una noticia curiosa en los medios de comunicación entorno a la aparición de un hombre llamado Eloi Cole, que decía venir del futuro para prevenir de los peligros relacionados con los experimentos del CERN. Aunque posteriormente se achacó a una broma ligada al día 1 de abril de 2010, el día de los inocentes en la cultura francesa y anglosajona, no deja de ser extraña la noticia, por el hecho de que si fue una inocentada, cómo es que fue llevado a un hospital mental, desapareciendo posteriormente de una forma misteriosa. Algo parecido sucedió con un tal John Titor [link], que antes de desaparecer afirmó que el CERN crearía microagujeros cuánticos, que posteriormente ha sido confirmado por los científicos, para hipotéticamente viajar a través del tejido espaciotemporal. Sucesos estrambóticos de ser ciertos.
Vista del espacio didáctico dentro de la esfera del CERN
A mi parecer, los viajes en el tiempo están en el punto de mira del CERN, sea a través de la creación de agujeros de gusano o a través de una quinta dimensión. También me planteo qué pasa con el entrelazamiento cuántico entre dos protones lo suficientemente aíslados del exterior, uno circulando a una velocidad y el otro a una velocidad mayor, por ejemplo. Si para los dos protones en cuestión el tiempo transcurre a ritmos diferentes, ¿no sería posiblemente el teletransporte cuántico, la transferencia de información de uno a otro, pero esta vez del futuro al pasado por ejemplo? Puntos interesantes a investigar…
Actualmente el LHC está funcionando a media potencia, o sea, a una energía de 3,5 TeV por haz y lo hará hasta finales del 2012. ¿qué pasará cuando funcione a plena potencia en 2014? Esperemos que dé respuesta a muchos de los interrogantes planteados, y que de ahí surgan aplicaciones beneficiosas para la humanidad, tal como en su momento fue, por ejemplo, la creación de la World Wide Web.
Teresa Versyp – Aug ’11
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El apunte surrealista
Como curiosidad, hay una interpretación en el libro de predicciones de Nostradamus que guarda relación con el gran acelerador de hadrones (centuria IX cuarteta XLIV [link]). Hace alusión a una hipotética catástrofe en Ginebra a causa del «contra RAYPOZ«; curiosamente, el término «contra RAYPOZ» podría referirse a los dos haces de partículas positivas (protones) que giran en sentidos contrarios a velocidades extremadamente cercanas a la luz. Tremenda casualidad y curiosa profecía que espero no se cumpla!
