Y en el principio, ¿quién dijo hágase la luz?

“La decisión de ser astrónomo la tomé a los cuatro años a causa de una experiencia traumática” -- explica Gustav Tammann, uno de los astrónomos más reconocidos a nivel mundial -- “A los cuatro años me dijeron que Dios estaba en el cielo. Lo traumático es que cuando miras al cielo, no puedes verlo. Entonces pensé: ‘Él debe de estar más lejos, por eso no puedo verlo’. Así que me hice astrónomo para ver más lejos”.

Contrario a lo que afirma el Dr. Tammann, parece que la mano divina no habrá de encontrarse en la inmensidad del espacio exterior, sino en las profundidades de un túnel circular excavado 100 metros bajo la frontera entre Suiza y Francia. El túnel, de 8.6 Km de diámetro, alberga la que probablemente es la máquina más grande construida por el ser humano. Su función primordial es manipular partículas atómicas para con ellas producir una región en el espacio con una densidad tan alta que vuelvan a ser como eran en el principio, un “caldo” de partículas fundamentales. En condiciones de alta densidad y alta energía los átomos se desmenuzan en sus partículas fundamentales, un fenómeno que nuestro Universo no ha visto desde los tiempos de su creación durante el Big Bang

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC por sus siglas en inglés) es operada por el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) y es a la vez un microscopio y una máquina del tiempo. Para conseguir abrir esta diminuta ventana al pasado se requiere un equipo compuesto por 100 mil toneladas de instrumentos científicos. Miles de componentes se organizan en complejo mecano con piezas que van desde un chip de computadora hasta máquinas con el tamaño suficiente para ocupar la mitad de la Catedral Metropolitana de la Ciudad de México. Las partes provienen de todos los continentes y han sido diseñados con una precisión tan grande que el grado de error es de centésimas de milímetro, de ello depende poder manejar y observar partículas que están por debajo de la escala atómica. Hasta el momento el esfuerzo ha requerido de una inversión de tres mil millones de euros y años de arduo trabajo. No es una labor sencilla, subraya Guy Paic, uno de los 40 investigadores mexicanos que participan en el proyecto “la ingeniería tiene que ser gigantesca para que funcione lo infinitesimal”

Cuando se le pregunta al Dr. Paic por el objetivo de un esfuerzo tan grande, su respuesta es el fundamento mismo de la ciencia: “el deseo humano de conocer”. Desde los observatorios en Chichen Itza hasta el telescopio Hubble, el ser humano ha buscado la respuesta a dos preguntas fundamentales ¿Cómo se creó el Universo? Y ¿Por qué llego a ser lo que es?

El Túnel del Tiempo

Enrique Fernández, Investigador de la Universidad Autónoma de Barcelona y presidente del Comité de política científica del CERN explica que la física de partículas y la comprensión de la creación del Universo están íntimamente unidas. La conexión lógica es el Big Bang porque en la época inicial del cosmos las partículas elementales estaban libres y las propiedades de ese momento determinaron en gran medida la forma y estructura tanto del cosmos cuántico como el macrocosmos.

Si hemos hecho bien la tarea, parecer ser que todo comenzó hace aproximadamente 13,700 millones de años, cuando todo lo que conocemos, y aun lo que desconocemos, se apretujaba en minúsculo punto no más grande que un átomo. En un instante, ésta mota superdensa de materia y energía estalló en un fabuloso ¡bang! Y el Universo comenzó a existir.

La receta para recrear la creación es aparentemente sencilla, solo tenemos que concentrar la mayor cantidad de energía que podamos en el menor espacio posible. A lo largo de 50 años de experimentos, los científicos han encontrado que la manera más fácil de lograr esto radica en usar la fuerza bruta, es hacer chocar las partículas. Pero conseguir este formidable “apretón” no es nada sencillo, las dimensiones y complejidad del LHC son un claro ejemplo de ello.


El LHC es una pista de carreras de dos sentidos con 27 km de circunferencia. Las características de esta pista la hacen la más especial del mundo. Para empezar tenemos a los corredores. Un acelerador como el LHC solo puede acelerar cierto tipo de partículas: Requieren ser partículas con carga eléctrica pues debido a su tamaño solo pueden ser manipuladas a través de campos electromagnéticos. En segundo lugar deben ser estables pues no queremos empezar la carrera con un tipo de corredor y terminarlo con una persona totalmente distinta. Los requisitos nos dejan con dos candidatos: electrones y protones. Siendo estos últimos los de mayor densidad y siendo la densidad un factor fundamental en el experimento, los elegidos para contarnos el secreto de la creación son los protones.

Las propiedades de los corredores imponen a la pista una serie de requisitos muy específicos. Debe estar libre de cualquier obstáculo, dentro del Gran Colisionador de Hadrones estará el espacio más vacío del sistema solar. Para evitar que el haz de protones choque con moléculas de gas, el interior del HCL esta al ultra alto vacío, algo similar a lo que podemos encontrar en el espacio interplanetario explican los comunicadores el CERN.

El corazón del LHC son dos tubos que recorren los 27 kilómetros del túnel. Es justamente dentro de los tubos por donde vuelan en sentidos opuestos paquetes de protones. Los tubos se encuentran cubiertos por una armadura compuesta de 9300 electroimanes superconductores cuya función es acelerar los protones, guiar el haz de partículas para mantenerlo dentro de la “carretera” y finalmente comprimir el haz a fin de lograr la mayor cantidad de impactos..

Los electroimanes representaron el mayor reto en el diseño del Colisionador debido a que el máximo de aceleración posible es directamente proporcional a la fuerza el campo magnético. Electroimanes normales no resultan prácticos para las necesidades de la máquina. Los usados en el LHC están hechos con cables de una aleación de titanio y niobio que al ser enfriados a -263 grados centígrados se vuelven superconductores, esto es pueden conducir la electricidad sin resistencia alguna. Una vez que el LHC este listo, el sistema criogénico será el más grande refrigerador del mundo utilizando helio liquido enfriado para mantener los imanes en su temperatura óptima de funcionamiento.

Los partículas utilizadas en el Colisionador serán protones de hidrogeno o plomo. Una vez extraídos de sus átomos originales, los protones son acelerados encendiendo los duoplos (los electroimanes) en secuencia a fin de “jalarlos”. Es como si a un grupo de adolescentes les pusiéramos a Salma Hayek al final de una calle, explica el Dr. Arturo Menchaca, investigador del Instituto de Física de la UNAM y miembro del equipo mexicano que colabora en la construcción del Colisionador. Los muchachos comenzarían a correr hacia ella. Cuando estuvieran a punto de alcanzarla, la ponemos un poco más adelante. Conforme los muchachos toman velocidad, movemos a la señorita Hayek más rápidamente, lo que forzaría al grupo de adolescentes a moverse cada vez con mayor velocidad y mayor energía. Ponga usted esto en una calle circular y tendrá un acelerador.

Una vez funcionando a potencia completa, dentro de uno de los tubos, trillones de protones recorrerán 11,245 veces por segundo el anillo del LHC viajando a un 99.99% de la velocidad de la luz. En el otro tubo un grupo igual recorre la circunferencia en sentido opuesto. En cuatro puntos del anillo, las dos vías del Colisionador se intersectan para hacer chocar los paquetes de protones. Al momento del impacto, la energía generada por los dos trenes de partículas provocara niveles de densidad y temperatura similares al los existentes durante el Big Bang y por un instante se creará un caldo denso y energético en el que existirán libres, las partículas fundamentales que crearon el Universo.