El LHC (Large Hadron Collider) inició su andadura en el ya lejano 2010, y la primera ronda de experimentos en este acelerador de partículas no cesó hasta finales de 2018. Los datos recogidos por los científicos durante esa primera etapa de actividad hicieron posible, entre otros hallazgos, el descubrimiento del bosón de Higgs, y una parte importante de esta información está por primera vez a nuestro alcance desde hace unos días.
Y es que el CERN ha publicado en su repositorio público nada menos que el 20% de los datos recogidos en el experimento LHCb (Large Hadron Collider beauty) durante su primera etapa de actividad. Cabe la posibilidad de que a una persona que no esté familiarizada con los aceleradores de partículas le parezca que no es demasiada información, pero sí lo es. Son muchísimos datos. De hecho, ocupan nada menos que 200 TB.
La publicación de estos datos responde al compromiso adquirido por el CERN con el propósito de poner la información que recaba en sus experimentos al alcance de cualquier persona que quiera indagar en ella. Sin embargo, como es lógico, para inferir conocimiento y extraer conclusiones a partir de estos datos es necesario filtrarlos, procesarlos y analizarlos con un cuidado extremo. Y esto solo lo pueden afrontar unas pocas organizaciones científicas en todo el planeta.
Aun así, es una muy buena noticia, especialmente en estos tiempos de crispación política generalizada, que los científicos nos recuerden que la ciencia está por encima de los intereses geoestratégicos de las grandes potencias. "Los datos recogidos en el LHCb representan un legado único para la humanidad, especialmente si tenemos presente que ningún otro experimento aborda su área de trabajo", ha puntualizado Sebastian Neubert, que lidera este experimento. Nada que añadir.
The @LHCbExperiment has released data from the LHC Run 1 to the public for the first time, allowing research to be conducted by anyone in the world.
— CERN (@CERN) December 13, 2022
It comprises 200 terabytes containing information obtained from proton–proton collision events.
🔗 https://t.co/caDdVRN2Vq pic.twitter.com/XewGJol488
LHCb va a la caza de la antimateria, aunque no está solo. ALPHA-g y GBAR lo acompañan
Una de las razones por las que la antimateria resulta tan interesante no solo para los físicos de partículas, sino también para las personas a las que nos apasiona la ciencia, es que las herramientas que tenemos aún no nos permiten entender qué papel jugó en el origen del universo. En realidad no es más que una forma de materia constituida por antipartículas, que son partículas con la misma masa y espín que las partículas con las que estamos familiarizados, pero con carga eléctrica opuesta.
De esta forma la antipartícula del electrón es el positrón o antielectrón. Y la antipartícula del protón es el antiprotón. La antimateria tiene una propiedad sorprendente: cuando entra en contacto directo con la materia ambas se aniquilan, liberando una gran cantidad de energía bajo la forma de fotones de alta energía, así como otros posibles pares partícula-antipartícula. Lo más curioso es que su naturaleza exótica no ha impedido a los científicos encontrar la forma de obtenerla en el laboratorio con el propósito de estudiarla y conocer sus características más a fondo.
La antimateria tiene una propiedad sorprendente: cuando entra en contacto directo con la materia ambas se aniquilan
Precisamente este es el propósito del experimento LHCb. Y la estrategia que han ideado los científicos del CERN para indagar en las diferencias que existen entre la materia y la antimateria consiste en estudiar una partícula conocida como cuark 'b'. Esta 'b' procede de la palabra beauty en inglés, que significa belleza, y justifica la presencia de esta letra en el nombre del experimento.
En cualquier caso, lo curioso es que en él no están involucrados los grandes y complejísimos detectores ATLAS y CMS; el experimento LHCb recurre a varios subdetectores más pequeños que persiguen identificar aquellas partículas resultantes de la colisión entre protones que salen despedidas en una dirección en particular. No obstante, hay algo aún más sorprendente: los detectores que tienen el propósito de "cazar" al cuark 'b' tienen secciones móviles. Y no son precisamente pequeños. Podemos ver uno de ellos en la imagen de portada de este artículo.
El interés del CERN en la antimateria está plenamente justificado, por lo que, además del LHCb, tiene otros experientos que persiguen ayudarnos a conocer mejor las propiedades de esta peculiar forma de materia. Dos de los que ya nos han ofrecido algunos resultados alentadores, y que aún resultan muy prometedores, son ALPHA-g y GBAR.
A grandes rasgos en el primero los científicos provocan el choque de dos haces de partículas con un elevado nivel de energía para obtener un átomo de antihidrógeno constituido por un antiprotón y un positrón, de la misma manera en que el protio, que es el isótopo del hidrógeno más abundante en la naturaleza, está constituido por un protón y un electrón.
Uno de los grandes desafíos que conlleva manipular la antimateria es que, como hemos visto, cuando entra en contacto con la materia ambas se aniquilan mutuamente y liberan mucha energía. Esta es la razón por la que los investigadores se han visto obligados a idear estrategias para mantener completamente aislada la antimateria que obtienen en el laboratorio durante el máximo tiempo posible.
Los experimentos ALPHA-g y GBAR persiguen estudiar tan a fondo como sea posible la interacción de la antimateria y la gravedad
La estratagema más eficaz consiste en confinarla en una cámara de vacío para evitar que entre en contacto con la materia, y, afortunadamente, ya han conseguido mantenerla en este estado durante varios minutos. Por otro lado, el experimento ALPHA-g (Antihydrogen Laser Physics Apparatus-gravity) estudia algo tan interesante como es la interacción que se produce entre la antimateria y la gravedad debido a que no está claro que tenga las mismas características que definen la interacción entre la gravedad y la materia ordinaria.
Y GBAR (Gravitational Behaviour of Antimatter at Rest) produce antiiones, los enfría hasta que alcanzan una temperatura cercana al cero absoluto, que es -273,15 ºC, y, después, les roba un positrón para transformarlos en un antiátomo no iónico. El propósito de estos dos experimentos es estudiar tan a fondo como sea posible la interacción de la antimateria y la gravedad, de manera que los científicos creen que abordar este cometido utilizando dos perspectivas diferentes puede ayudarles a entender mejor esta fuerza fundamental, y, quizá, a elaborar una teoría cuántica de la gravedad. Ahí queda eso.
Imagen de portada: CERN
Más información: CERN
Ver 4 comentarios
4 comentarios
grebleips
Unos 145,6 millones de disquetes de 1.44MB comprimidos con el ARJ, a ver si no falla el último.
Kiskillas
Los científicos no tienen nada claro todo esto de la antimateria... por qué esa asimetría entre materia y antimateria, cuando en teoría debía generarse la misma cantidad de ambos? Bueno, el origen de la materia (y por tanto, de la antimateria) tiene muchas teorías y muy distintas entre sí para explicar el fenómeno... de modo que necesitamos muchas explicaciones diferentes (y las hay, a cual mas loca) ya que no manejamos un solo escenario. Ojalá...
De lo que parece que se están empezando a dar cuenta es de que, esa aseveración de que son exactamente lo mismo, todo igual, mismas propiedades, misma masa, todo, pero con carga contraria... no es tan del todo así... puede que existan diferencias. Puede que el antihidrógno se comporte aparentemente igual que el hidrogeno, pero el antioro no, ademas de que nuestra capacidad de experimentar con la antimateria es ridículamente baja. Pero como no hemos encontrado ni generado antimateria de átomos mas complejos, nos tenemos que contentar con el antihidrógeno y el antihelio. Poco mas... el resto de antielementos no los hemos podido detectar, ni tampoco generar... no sabemos cómo se comportarán, y como lo harían en grandes cantidades, como por ejemplo un antibalón de futbol.
Además, y esto es muy extraño y desconcertante, no todas las partículas tienen su antipartícula, por ejemplo el fotón. No existe un antifotón, o si lo prefieres, el antifotón es exactamente idéntico al fotón, de modo que se puede decir que es su partícula y antipartícula al mismo tiempo. Cuál es la antipartícula del gluón? Hay ocho gluones... ¿el gluón rojo-antiazul es la antipartícula del gluón azul-antirrojo? Si lo es, entonces ¿el bosón W+ (arriba-abajo) es la antipartícula del bosón W− (abajo-arriba)?
Tampoco hemos sometido a gravedad a la antimateria. La poca que hemos conseguido generar tiene que estar completamente confinada, pues al entrar en contacto con cualquier átomo de materia, y está completamente rodeada de materia, se aniquilan. Se confinan con fuertes campos magnéticos en el vacío para intentar que no toquen nada, literalmente nada... pero solo lo hemos conseguido durante unos pocos segundos. ¿Podrían producir antigravedad? Suena a ciencia ficción, pero sencillamente no lo sabemos. Tenéis muchas teorías locas (pero bien fundamentadas) sobre todo esto, aunque la mayoría de científicos se posiciona a favor de que la antimateria no repulsa a la antimateria de forma idéntica pero contraria a la que la materia atrae a la materia. Pero sencillamente, no lo sabemos. Abriría literalmente un universo nuevo de física descubrirlo...
Un tema muy extenso y apasionante el de la antimateria... y una futurible fuente de energía descomunal... pero de difícil manejo, y ridículamente costosa generación.
Saludos.