Para entender en pocas palabras que es un acelerador de partículas, podríamos describirlo como una maquina que utiliza campos electromagnéticos para controlar y dirigir partículas subatómicas cargadas eléctricamente hasta alcanzar velocidades -y por tanto energías- muy altas. Al provocar colisiones de partículas a esas a esas energías y velocidades tan enormes, nos podemos asomar a las condiciones del universo hasta una milmillonesima de segundo después del Big Ban, el momento especifico en el que tuvo lugar la explosión que originó <<todo>>.
La teoría imperante sobre el origen del universo se conoce como <<inflacionaria>>. Postula que tras el Big Bang tuvo lugar una expansión cósmica que incrementó su tamaño cien octillones de veces. Dicha hipótesis explica lo que la teoría clásica no logró dilucidar: por qué el cosmos es homogéneo a gran escala, de modo que miremos hacia donde miremos en el espacio vemos más o menos el mismo tipo de agregados y supercúmulos de galaxias.
En el LHC los científicos se aproximan a las condiciones iniciales del universo, lo que les permitirá observar el aspecto que tenía la materia en los primeros instantes. Tendrán la oportunidad de contemplar el estado caliente y superdenso de partículas fundamentales iniciales; descubrirán nuevos tipos de las mismas y se sumergirán en otro de los grandes misterios de la ciencia: la antimateria esa hermana gemela de la materia, pero con carga eléctrica opuesta. Se cree que durante el Big Bang se formaron ,materia y antimateria en cantidades iguales. Cuando las partículas de ambas <<se encontraron>> tras su formación, se aniquilaron mutuamente transformándose en energía. Pero algo no encaja. Si dicha destrucción hubiera sido perfecta, toda la materia se hubiera transformado en pura energía casi en sus inicios. Pero no ocurrió así, pues es evidente que vivimos en un mundo material. Es decir: hay una causa -aún ignorada- por la que una ínfima fracción de la materia persistió y formó el universo en el que existimos y donde prácticamente no subsiste la antimateria. ¿Por qué la naturaleza parece tener preferencia por la materia en detrimento de la antimateria? Por ahora lo desconocemos.
Agujeros negros una ventana a otros mundos
Según los investigadores del CERN, existen ciertas posibilidades de que puedan formarse microagujeros negros en el LHC. Éstos no obstante se crearían en relación directa con las energías de las partículas que entrasen en colisión y por tanto, ningún agujero negro microscópico producido en el acelerador podría generar la fuerza gravitacional suficiente para para absorber la materia circundante. Después de estudiar las propiedades teóricas de estos miniagujeros negros, el físico Stephen Hawking concluyó que podían comportarse casi como una partícula elemental en proceso de desintegración. emitiendo lo que se conoce como <<radiación Hawking>>. Si no pueden atraer materia para <<alimentarse>> -como actuarían los que podrían producirse en el LHC- se encogerían y se evaporarían antes de desaparecer. Siguiendo la relación de Hawking, cuanto menor es su tamaño, más rápidamente se evaporan. De este modo si se forman agujeros negros minúsculos en el LHC, solo existirían por un instante muy fugaz.
Pero el miedo a posibles desastres que podría provocar el LHC no acaba con lo agujeros negros. Otra de las teóricas amenazas son los llamados strangelets, hipoteticos pedacitos de la <<materia extraña>> cuya existencia a día de hoy nunca ha sido demostrada. se supone que se componen de <<quarks extraños>>, los parientes más pesados e inestables de los quarks, considerados los componentes fundamentales de la materia. De acuerdo con los estudios teóricos más recientes, los dichosos strangelets se transformarían en materia ordinaria en una milésima de una millonésima parte de segundo. Pero vayamos a la pregunta clave, ¿Podrían los strangelets fusionarse con la materia ordinaria y transformarla en materia extraña, poniendo en peligro a todo nuestro universo?
Buscando otras dimensiones
La idean de las dimensiones extra no es nueva. Fue resucitada del olvido por las matemáticas y la llamada teoría de las cuerdas, la cual necesitaba de ellas para tener sentido. Según esta hipótesis, a las tres dimensiones espaciales que conocemos -largo, ancho y alto- habría que sumarle seis o siete más. Estas convivirían con nosotros y se encontrarían <<enrolladas>>, pero con un radio de curvatura tan minúsculo (10-33 centímetros) que no podríamos observar nunca.
Así estaban las cosas hasta que en los 90 aparecieron los díscolos físicos Lisa Randall Y Raman Sundrum, los cuales empezaron a especular con una posibilidad ofrecida por la teoría de las cuerdas: que estas supuestas dimensiones adicionales no estuvieran enrolladas ni fueran minúsculas, sino extendidas y con un tamaño enorme. Según estos científicos todo nuestro universo podría ser una <<3-brana>> (una membrana tridimensional) que estaría flotando en un super universo de 10 u 11 dimensiones al que denominaros <<increíble Hulk>>. Para simplificar esta teoría, visualicemos la imagen de un universo como una membrana. Una cortina de baño repleta de gotas de agua, las gotas caen por la cortina sin salir de la superficie; es decir siempre <<circulan>> por un universo de tres dimensiones. Como nunca se desprenden de su superficie no pueden entran en los universos paralelos que circundan a la cortina (el espejo, la ducha, el inodoro etc) De forma similar actuarían todas las partículas que componen nuestro universo, incluidas todas las que constituyen los cuerpos de todos nosotros. Por esta razón no podemos contemplar esas otras dimensiones.
Pero toda teoría tiene su excepción, y en el caso que nos ocupa es la existencia de los gravitones; las partículas elementales que actúan como mensajeras de la fuerza gravitatoria. Según la teoría defendida por multitud de físicos, los gravitones podrían <<salir>> de la membrana tridimensional que es nuestro universo y escapar hacia otras dimensiones. Esta sencilla explicación nos aclararía un misterio aún sin resolver por la ciencia: por qué la gravedad es una fuerza tan poco intensa en comparación con el resto de las otras fundamentales -electromagnética, nuclear débil, y nuclear fuerte-, necesarias para la existencia del universo.
Así que uno de los principales objetivos del Acelerador -aunque parezca propio de ciencia ficción- consiste en que durante las interacciones a muy altas energía se generen gravitones que <<escapen>> a esas dimensiones extra.
La teoría cuántica postula que el universo esta repleto de energía, que el vacío absoluto no existe y que continuamente <<aparecen>> partículas que viene de la <<nada>> y que en breves nanosegundos desaparecen. Sin embargo, por extraño que parezca, estas partículas virtuales tienen consecuencias físicas medibles. Según han postulado algunos físicos, los experimentos que se realizan en el LHC pueden causar un <<vacío cuántico>>. Para entender a que nos referimos, primero debemos explicar que a medida que el universo se expande, su energía tiende a caer al estado más bajo posible; es decir se encamina hacia mayor entropía y desorden. Existe sin embargo, la posibilidad de que la teoría sea incorrecta y el cosmos podría <<caer hacia arriba>>, encaminándose a un estado energético inestable. Estas especulaciones se apoyan en la presunción de que el universo no se encuentra en su configuración más estable. Una vez aceptado lo anterior, se teoriza con la posibilidad de que las perturbaciones causada por el LHC puedan llevarlo a un estado más estable, la denominada <<burbuja de vacío>>, que causaría el fin del universo.
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