El acelerador de partículas logra reproducir los instantes posteriores al Big Bang

5 04 2010

Se ha conseguido tras realizar dos intentos fallidos. El experimento permitirá desentrañar muchas incógnitas de la materia.

El acelerador de partículas logra reproducir los instantes posteriores al Big Bang  (Imagen: Salvatore Di Nolfi / EFE)

Un científico trabaja en la sala de control de la Organización Europea de Física Nuclear. (Imagen: Salvatore Di Nolfi / EFE)

Los científicos han logrado, por primera vez, la colisión de haces de protonesen el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN a una energía de 7 TeV (teraelectronvoltios), una energía sin precedentes en un acelerador de partículas, recreando la situación similar a los instantes posteriores al Big Bang.

Tras dos intentos fallidos en los que los haces de protones inyectados en el acelerador no lograron colisionar, los cuatro detectores gigantes, -Atlas, Alice, CMA y LHCb, repartidos en distintos puntos de la circunferencia gigante- fueron registrando los choques. Este resultado abre las puertas a una nueva fase de la física moderna, pues permitirá dar respuestas a numerosas incógnitas del Universo y la materia, según los científicos del CERN. Lee el resto de esta entrada »





Las ondas gravitacionales impiden que estemos en dos sitios a la vez

29 11 2009

El fenómeno de la decoherencia cuántica podría tener su origen en fenómenos como el Big Bang. Las partículas subatómicas pueden estar en dos sitios a la vez, gracias a su doble naturaleza onda-partícula. Sin embargo, los objetos macroscópicos no disfrutan de esa ventaja, concentrados como están en uno solo de los estados posibles. Un equipo de físicos franceses afirma ahora que el paso de esa superposición de estados cuánticos al estado único macroscópico podría estar provocado por ondas gravitacionales, oscilaciones del espacio-tiempo generadas por eventos astrofísicos violentos que aún no han podido ser observadas. Por Yaiza Martínez.

Gato de Schrödinger, clásico ejemplo de superposición de estados. Imagen: Chubas. Deviantart.

Las partículas subatómicas tienen una propiedad aparentemente mágica: pueden estar en dos sitios a la vez, gracias a su doble naturaleza de onda-partícula, fenómeno conocido comosuperposición cuántica. ¿Por qué nosotros no?

La respuesta más simple es que los objetos de mayor tamaño que el átomo no están sujetos a las mismas leyes que imperan en la mecánica cuántica, y que rigen a las partículas subatómicas.

Pero la frontera entre los mundos regidos por la física clásica y la física de partículas sigue siendo un misterio para los científicos.

Una de las ideas existentes es que todo comienza como un sistema cuántico, existiendo en un estado de superposición cuántico y, después, al interactuar con un medio, se colapsa para concretarse en un estado clásico, siguiendo un proceso conocido como decoherencia cuántica (concreción de un estado determinado).

La decoherencia cuántica es por tanto un fenómeno físico susceptible de explicar la transición entre las leyes físicas cuánticas y las leyes físicas clásicas tal como las conocemos en el mundo cotidiano o macroscópico. Esta teoría fue formulada en 1970 por el físico alemán Dieter Zeh, quien en 2002 concedió una entrevista a Tendencias21 explicando que los así llamados modelos de decoherencia permiten explicar la ausencia de superposiciones en los estados macroscópicos de la materia, sin necesidad de una intervención determinante del observador.

Ondas y decoherencia cuántica

Según publica la revista NewScientist, un equipo de científicos franceses propone ahora otra respuesta para esta incógnita, que ya habían esbozado el año pasado en un interesante artículo.

Brahim Lamine de la Universidad Pierre et Marie Curie de París, y sus colaboradores afirman que las llamadas ondas gravitacionales serían las responsables de la existencia de los objetos en un único estado, es decir, del paso del estado cuántico (superposición de diversos estados) a uno solo.

Se sabe que estas ondas, aunque nunca han sido detectadas directamente, son oscilaciones del espacio-tiempo generadas por eventos astrofísicos violentos, como el Big Bang o las colisiones de agujeros negros.

Como consecuencia de dichos eventos, se producen en dicho espacio-tiempo unas ondas de amplitudes muy bajas que provocarían, según los investigadores, que la ambigüedad de estados típica de la física subatómica se colapse, dando lugar a un único estado.
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El Colisionador de Hadrones (LHC) volverá a funcionar en noviembre

12 09 2009

El director científico del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), Sergio Bertolucci, ha confirmado esta semana en Madrid que la avería que mantiene parado al Gran Colisionador de Hadrones (LHC) desde el pasado 19 de septiembre ya está solucionada. Bertolucci ha informado que el LHC volverá a funcionar a mediados de noviembre, aunque no a pleno rendimiento, y que durante este invierno no detendrá su actividad.

“Hemos reparado el problema”, ha señalado Sergio Bertolucci, director científico del CERN, en relación al fallo en una de las miles de conexiones eléctricas que unen los imanes superconductores del LHC, “la mayor empresa científica que jamás ha logrado la humanidad”, inaugurada el 10 de septiembre de 2008 pero obligada a detenerse 9 días después por la avería.

Bertolucci ha participado esta semana en la XXXII Bienal de la Real Sociedad Española de Física celebrada en Ciudad Real aunque el jueves, junto a George Smoot, Premio Nobel de Física 2006, e Ignacio Cirac, director de la División Teórica del Instituto Max Planck para la Óptica Cuántica (Alemania), mantuvo una reunión con los medios en la sede de la Fundación BBVA en Madrid, donde realizó las declaraciones.

El director científico del CERN ha reconocido que la avería que mantiene parado el LHC desde el pasado 19 de septiembre se debió a la suma de varios factores (límite del presupuesto asignado, fracaso de un determinado tipo de imán, cierta precipitación en la inauguración…), y aunque está prácticamente seguro de que el mismo incidente no volverá a suceder, no descarta que pueda surgir otro distinto debido a la complejidad de la máquina.

La avería se produjo por un fallo en una de las conexiones de los imanes y el coste estimado de la reparación ha rondado los 35 millones de francos suizos (unos 23 millones de euros). “Dentro del infortunio hubo suerte de que no sucediera en otra zona del acelerador, porque podríamos tenido que parar la máquina durante tres años”, comentó.

El director científico del CERN ha confirmado que el LHC “volverá a funcionar a mediados de noviembre y no se detendrá durante el invierno”, aunque de momento no alcanzará su máxima potencia (14 TeV). “La próxima primavera valoraremos los pasos a seguir”, ha adelantado.

Bertolucci confía en que la puesta en marcha del gran colisionador “inicie un largo y emocionante viaje hacia regiones inexploradas de la Física”, especialmente hacia el descubrimiento del bosón de Higgs, “la verdadera pesadilla de todos los físicos”, una partícula predicha por el denominado Modelo Estándar y esencial para explicar el origen de la masa.

En busca de los orígenes del Universo

Sergio Bertolucci (en el medio), con George Smoot y Rafael Pardo (izda) e Ignacio Cirac (dcha.), explica los siguientes pasos del arranque del LHC el próximo noviembre. Foto: SINC.

Los científicos también confían en que los descubrimientos del LHC arrojen luz sobre el origen del Universo, los primeros instantes tras el Big Bang, una línea de investigación que conoce bien George Smoot, otro de los ponentes de la reunión de esta semana.

“He pasado la mayor parte de mi vida buscando la imagen de la etapa inicial del Universo”, explicó Smoot, profesor de la Universidad de Berkeley y Premio Nóbel de Física 2006, que participó en el proyecto del satélite COBE de la NASA, con el que se logró medir la radiación de fondo de microondas del Universo y apoyar de forma decisiva la teoría del Big Bang.

Ahora Smoot confía en los nuevos datos que pueda aportar, “sobre el 2010”, el satélite Planck de la Agencia Espacial Europea (ESA). Este instrumento, considerado la herramienta más sofisticada jamás construida para estudiar los comienzos del Universo, analizará con una precisión sin precedentes la luz fósil originada tras la explosión del Big Bang.

“Entre el Universo y el CERN estamos en plena era de los descubrimientos, como hace 500 años lo estaban España y Portugal”, concluyó el Premio Nobel, quien coincidió con los otros ponentes en animar a las nuevas generaciones a descubrir y participar en los nuevos avances de la Física.

Fuente: Plataforma SINC. El LHC volverá a funcionar en noviembre