¿Cómo pudo la gran colisión de hadrones desbloquear otras dimensiones? DyN Noticias explica

Una mirada a los asombrosos experimentos que tienen lugar en el acelerador de partículas más grande del mundo

Desde el principio, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) capturó la imaginación del mundo.

Siendo el automóvil más grande y poderoso del planeta, el anillo subterráneo de 27 km en Ginebra es capaz de responder preguntas que nunca antes habíamos podido hacer. Al triturar partículas subatómicas a velocidades cercanas a la velocidad de la luz, puede confirmar la existencia de partículas muy predichas, descubrir nuevas e incluso crear agujeros negros microscópicos que conduzcan a otras dimensiones.

No es de extrañar que el mundo entró en pánico cuando comenzó a hacer erupción hace más de ocho años, con titulares que describían cómo un agujero negro creado por el LHC podría tragarse el planeta.

Gran parte de esta histeria se debe a la incertidumbre sobre el automóvil, de lo que es capaz y de lo que realmente hace. Pero la capacidad del enorme LHC es la culminación del trabajo de importantes personalidades de la física de partículas que se remonta a casi 100 años.

¿Qué es el LHC?

El LHC es el ejemplo más grande del mundo del tipo de automóvil que comenzó a funcionar en 1937. Los físicos utilizan aceleradores de partículas para observar las partes más pequeñas de nuestro universo. Al romper partículas a altas velocidades para crear colisiones de alta energía, los aceleradores de partículas se utilizaron por primera vez para observar la estructura del núcleo de un átomo.

A medida que la tecnología y nuestra comprensión de la física han avanzado, los aceleradores de partículas se han vuelto cada vez más grandes. Pero todavía se basan en el principio de usar imanes fuertes que generan campos electromagnéticos para hacer que las partículas subatómicas se muevan lo más rápido posible.

Dentro del LHC, dos haces de partículas de alta energía viajan cerca de la velocidad de la luz antes de chocar. Los rayos se mueven en direcciones opuestas, guiados alrededor del anillo del acelerador por un fuerte campo magnético generado por electroimanes superconductores.

Cuanto más alto sea el acelerador, más rápido se pueden mover los rayos y mayores serán las colisiones de energía. Esto significa cuánto podemos ahondar en las profundidades de lo desconocido.

Los rayos dentro del LHC chocan en cuatro lugares alrededor del enorme anillo subterráneo, correspondientes a los cuatro detectores de partículas, llamados ATLAS, CMS, ALICE y LHCb.

Nuevas partículas

Uno de los ejemplos más famosos del LHC en acción es el famoso bosón de Higgs.

La partícula fue la última pieza que faltaba en lo que los físicos llaman el Modelo Estándar de Física de Partículas: un conjunto de leyes que gobiernan las partículas en la escala más fundamental.

Han pasado casi 50 años desde los primeros cálculos de Peter Higgs hasta su descubrimiento en 2012. Pero la partícula, que se dice que acumula todas las demás partículas a través de un campo ubicuo conocido como campo de Higgs, no es el único comienzo.

Más recientemente, el detector LHCb, también conocido como Gran Colisionador de Hadrones, encontró cinco nuevas partículas “escondidas de la vista” mientras buscaba objetos como la antimateria. Las cinco partículas son ejemplos de bariones, lo que significa que están formadas por tres partículas fundamentales llamadas quarks y todas fueron descubiertas simultáneamente.

El modelo estándar

El modelo estándar de física de partículas dice que todo en el Universo está hecho de los elementos más básicos llamados partículas fundamentales, que están gobernadas por cuatro fuerzas: gravitacional, electromagnética, nuclear débil y nuclear fuerte.

La medición de fotones es una forma de que el LHC detecte eventos nuevos y desconocidos porque los fotones son fáciles de detectar. Cuando las partículas se descomponen en fotones, liberan energía equivalente a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado.

Los científicos buscan constantemente nuevas partículas que no se ajusten al modelo. Esperan liberarse de sus estrictas pautas, que hasta ahora no han podido explicar cosas como cómo pueden encajar la física clásica y cuántica.

Dimensiones ocultas

Una de las preguntas más extrañas que los científicos le hacen al LHC es cuántas dimensiones hay en realidad. Algunas teorías de la física cuántica indican que hay más que solo las tres dimensiones en el espacio con las que nos ocupamos en nuestra vida diaria, pero esto no está previsto en el Modelo Estándar.

Por ejemplo, la teoría de cuerdas, que dice que los elementos fundamentales de la vida están formados por cuerdas vibrantes, predice que habrá nueve dimensiones en el espacio y una en el tiempo.

Si hay más dimensiones, argumentan algunos, esto podría explicar algunos misterios de la física moderna, como por qué la gravedad es tan débil en comparación con el resto de las fuerzas fundamentales.

Teorías como la teoría de cuerdas predicen la existencia de ciertas partículas que solo podrían existir si hubiera más de cuatro dimensiones. Al chocar partículas a energías suficientemente altas, el LHC puede detectar estas partículas con un vistazo.

Otra forma es atrapar el rayo de un agujero negro microscópico, que algunos teóricos sugieren que podrían ser las puertas a universos alternativos.

“Las búsquedas en el extranjero y los agujeros negros en el LHC han estado ocurriendo desde la década de 2000”, dijo a DyN Noticias Christopher White, físico teórico de la Universidad Queen Mary en Londres. “Las búsquedas de supersimetría se remontan a experimentos anteriores … y al LHC”.

Todas las noticias de la ciencia de la tierra en un sólo sitio. artículos de Ciencia.