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El CERN colisiona por primera vez protones con iones de plomo

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) hizo colisionar hoy por primera vez protones con iones de plomo, un experimento que permite profundizar en el estudio de lo que pasó instantes posteriores al Big Bang

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Estos choques permitirán seguir estudiando la estructura de la materia en condiciones de alta energía, algo esencial si se quiere averiguar el origen del universo. Es la primera vez que en el LHC se hacen colisionar protones y núcleos pesados y, a pesar de la complejidad técnica, el experimento se ha realizado con éxito.

"Las colisiones son asimétricas en energía, lo cual supone un reto para los experimentos", señaló en un comunicado John Jowett, jefe del equipo de iones de plomo del CERN. "A nivel del acelerador realmente no vemos la diferencia de tamaño de las partículas, pero la diferencia en el tamaño del haz, y el hecho de que el tamaño cambia a diferentes velocidades, puede afectar a cómo se comportan las partículas en las colisiones", agregó.

Otro de los retos a los que se enfrentaban los científicos es el hecho de que el LHC acelera habitualmente dos haces de la misma partícula y con la misma energía, mientras que el reto de hoy fue acelerar dos haces de partículas distintas y con energías diferentes. Para conseguir este objetivo y compensar las diferencias de velocidad entre protones e iones de plomo fue necesario sintonizar las cavidades de radiofrecuencia, el espacio en el que, a través de campos magnéticos, se aceleran y sincronizan las partículas, a diferentes niveles para cada haz.

Según explicó Jowett, el principal obstáculo es que esta sincronización de los dos haces solo puede realizarse en el momento de máxima energía antes de las colisiones, "cuando la pequeña diferencia de velocidad entre ambos tipos de partículas puede ser absorbida por pequeños cambios en las órbitas".

Según Carlos Salgado, físico teórico de la Universidad de Santiago de Compostela (noroeste de España), este juego de sincronización de las velocidades y curvaturas de los haces "es el sistema más complicado de conseguir en el LHC". El problema esencial radica en que en el LHC se emplea un solo imán para efectuar esta sincronización, mientras que en otros aceleradores existentes en el mundo son dos imanes los encargados de ajustar los dos haces.

Salgado considera que este tipo de colisiones sirve para estudiar el comportamiento de la materia a muy altas energías, unas características predichas por la teoría, pero nunca antes observadas. Además, las colisiones entre protones e iones de plomo tratan de reproducir el llamado "plasma de quark y gluones", la "sopa" primordial que debió existir instantes después del Big Bang.