Gran Colisionador de Hadrones: alcanza la mayor velocidad en el lugar más vacío del sistema solar
Con imanes que generan un campo magnético 100.000 veces más potente que el de la Tierra, el acelerador de partículas más poderoso del mundo es una importante contribución de la Organización Europea para la Investigación Nuclear. Descubre para qué sirve y cómo funciona.
Bajo tierra, con una circunferencia de 27 kilómetros, compuesto de imanes y a una temperatura de -271,3 grados centígrados, se expande el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Así se denomina al acelerador de partículas más grande y potente del mundo, máquina de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) que funciona desde 2008 en la frontera entre Francia y Suiza.
Además de ser considerado el acelerador más poderoso, el LHC es apreciado como el refrigerador más grande del mundo debido a las temperaturas ultrabajas que necesita para su correcto funcionamiento. Así también, según la CERN, es el mayor sistema vacío operativo del mundo; de hecho, de acuerdo a un artículo de National Geographic, es estimado como el lugar más inhóspito de todo el sistema solar. ¿Por qué esta máquina guarda características tan impresionantes?
El LHC está ubicado a 100 metros bajo tierra. Foto: CPAN
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LHC, el Gran Colisionador de Hadrones
El Gran Colisionador de Hadrones es considerado una maravilla de la ingeniería y la física, diseñado para expandir los conocimientos acerca de las partículas fundamentales y las fuerzas que rigen el universo, a partir de la recreación de condiciones similares a las del Big Bang.
La enorme máquina ha sido fundamental en importantes descubrimientos, como el bosón de Higgs —una partícula elemental que explica el origen de la masa de otras partículas—, lo que ayuda a expandir la comprensión de los elementos que estructuran el universo.
Además, LHC tiene aplicaciones prácticas en campos como la medicina, donde tecnologías derivadas de su investigación lograron avances en el tratamiento del cáncer y la imagenología médica (técnicas para obtener imágenes del cuerpo humano con fines clínicos).
Reemplazo de uno de los imanes dipolo del LHC. Foto: Maximilien Brice/CERN
¿Cómo funciona LHC?
Mediante el anillo subterráneo de 27 kilómetros, el LHC utiliza potentes imanes superconductores para dirigir haces de protones hacia colisiones energéticas. Este proceso se lleva a cabo en un entorno de vacío extremo —comparable con el vacío espacial—, lo que asegura mínimas interferencias extremas.
Cabe mencionar que los imanes del LHC generan campos magnéticos hasta 100.000 veces más potentes que el campo magnético terrestre e interviene una velocidad equiparable al 99,99999991% de la velocidad de la luz, por lo que representa la velocidad más alta generada en el mundo.
Una vez que los protones colisionan, se fragmentan en partículas más pequeñas que permiten a los científicos observarlas y estudiar aspectos del universo que de otra forma serían inaccesibles.
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Un vacío ultraalto
“Con un total de 104 kilómetros de tuberías al vacío, el sistema de vacío del LHC se encuentra entre los más grandes del mundo”, se indica en el sitio web de la Organización Europea para la Investigación Nuclear. “Se necesita un vacío ultraalto para las tuberías por las que viajan los haces de partículas”, se precisa.
El vacío previene las colisiones no deseadas de partículas aceleradas con moléculas de gas, lo cual asegura que puedan alcanzar velocidades cercanas a las de la luz sin interferencia. Gracias al vacío, el LHC funciona de manera eficiente y maximiza las probabilidades de colisiones útiles entre partículas subatómicas.
El Gran Colisionador de Hadrones es el mayor experimento creado para observar partículas subatómicas. Foto: CERN
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¿Cómo se creó el Gran Colisionador de Hadrones?
La idea de construir un colisionador de partículas de alta energía como el Gran Colisionador de Hadrones comenzó a gestarse a finales de la década de 1970 y principios de 1980, de acuerdo a información de la CERN. Sin embargo, el proyecto del LHC en su forma actual fue propuesto oficialmente diez años después.
El proceso de la planificación y diseño del colisionador llevó varios años e involucró a científicos, ingenieros y políticos de numerosos países. Finalmente, la construcción comenzó en 1998 y la máquina empezó a funcionar en septiembre del 2008.
El LHC fue construido y desarrollado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en colaboración con miles de científicos y técnicos de todo el mundo. Fue creado con el propósito de estudiar la física de partículas y realizar experimentos que ayuden a comprender mejor la estructura fundamental del universo.
La tubería por la que circulan las partículas en el LHC, solo puede ser vista por quienes se encargan de su mantenimiento. Foto: CERN
¿Cuáles son los aportes del LHC a la medicina?
El LHC ha contribuido a la medicina a través de avances tecnológicos en radioterapia para tumores, desarrollo de software para simular el crecimiento de tumores vasculares en cáncer de mama y su respuesta al tratamiento, y uso de algoritmos de IA para detectar patologías cerebrales como los accidentes cerebrovasculares.
La radioterapia funciona lesionando el ADN en la célula tumoral e impidiendo que crezca y se multiplique. Foto: Mapfre
¿Por qué activarán el Gran Colisionador de Hadrones el 8 de abril?
El 8 de abril, día del eclipse solar total —que será visible en Estados Unidos, México y Canadá—, un equipo de científicos activará el LHC para investigar acerca de la materia oscura, según ha informado la CERN.
