Miércoles, 7 de diciembre de 2016

| 1986/12/15 00:00

PARODIANDO LA CREACION

Científicos de una docena y media de países intentan reproducir lo sucedido en la primera milésima del primer segundo del primer día del Génesis

PARODIANDO LA CREACION


La idea es muy sencilla: repetir la creación del universo. O por lo menos reproducirla a escala en un experimento de laboratorio. Así, dieciocho mil millones de años (aproximadamente) después de que ocurriera el big bang, el gran estallido que según se cree dio origen al universo, más de novecientos físicos de 18 países se reunieron en el Centro Europeo de Investigaciones de Alta Energía, en Ginebra, con ese objetivo.

Tal como lo describiera detalladamente un artículo reciente del New York Times, científicos confían en recrear las condiciones que se cree existieron poco después del nacimiento del universo y antes de la formación de la materia, así como existe ahora. La idea consiste en hacer uso de las colisiones más poderosas de partículas subatómicas hasta hoy ensayadas. Si hay éxito, se podrá observar cómo el material primordial del universo evolucionó hasta convertirse en materia. Según el Times, el proceso constituiría una repetición de la transformación crítica que tuvo lugar durante la primera fracción de segundo que siguió al big bang. Para lograrlo, los científicos buscan estrellar los núcleos de los átomos, formados por múltiples protones y neutrones, con la suficiente energía para romperlos y dividirlos en las partes que hipotéticamente los constituyen: quarks y gluones.

La "sopa" resultante de quarks y gluones se asemejaría a lo que los teóricos creen que fue el estado primordial del universo. Entonces, a medida que los efectos del choque de átomos pasen, se espera que las partículas se recombinen de la manera en que el universo está formado ahora y, quizás, resulten combinaciones nunca antes observadas.

En el universo de hoy, se cree que las partículas que forman el núcleo de todos los átomos se componen de quarks unidos por gluones. Estos últimos no sólo forman la goma que les impide a los quarks "escapar", sino que, se cree, también unen a las propias partículas del núcleo del átomo.

Normalmente, ni quarks ni gluones pueden tener vida independiente y ningún experimento de laboratorio los ha producido en forma libre. No obstante, los quarks parecen moverse libremente dentro de una partícula nuclear. Ello ha conducido a especulaciones que dicen que si muchas partículas nucleares pudieran ser comprimidas al tiempo hasta el punto en que su densidad conjunta igualara la del núcleo, todos los quarks y gluones podrían ser libres. Se cree que eso fue lo que sucedió una fracción de segundo después del big bang cuando, como resultado de la tremenda presión y temperatura de la explosión, el universo llegó a estar enteramente formado por quarks y gluones. Estos, presumiblemente, se combinaron entonces para producir los protones, neutrones y demás componentes del universo de hoy, llevando así a la formación de 105 planetas, las estrellas y las galaxias.

Algunos físicos llaman a ese plasma hipotético de quarks y gluones, un quagma. Los teóricos creen que las condiciones dentro de estrellas neutrónicas --estrellas quemadas de gran densidad--pueden ser tan extremas que los quarks y gluones que existen pueden haber recuperado su libertad, la condición que los investigadores esperan conseguir en el CERN .

Los experimentos que están siendo preparados en el Centro consisten en acelerar el núcleo de átomos relativamente masivos hasta llegar a niveles de energía muy altos y entonces estrellarlos contra un blanco formado por átomos de núcleos grandes. El experimento contrasta con los hechos normalmente en el CERN, en los cuales rayos de partículas individuales, tales como protones y electrones, se aceleran alrededor de un anillo y entonces se estrellan, ya sea de frente o son dirigidos a un blanco fijo. Usando ese proceso, en septiembre se logró alcanzar un nivel récord de energía resultante del núcleo del átomo.

Hasta ahora, el oxígeno ha sido el elemento que ha sido acelerado a alta energía. Su núcleo, formado por 8 protones y 8 electrones, se impulsa hasta que la energía de cada partícula es de 200 mil millones de voltios-electrón. Lógicamente, la energía total del núcleo es 16 veces esa suma, o sea 3.2 billones de voltios-electrón.

Una vez hecho eso, el rayo de núcleos es disparado a un blanco de plomo, cuyo núcleo contiene más de 200 partículas de otro material. Si los choques son lo suficientemente violentos, se espera que demuelan brevemente las partículas nucleares del oxígeno y del blanco y formen un plasma de quarks y gluones, los cuales, se espera, se unirán casi inmediatamente para formar nuevas partículas.

Sin embargo, como en todo lo desconocido, hay dudas. Mientras que hay acuerdo general sobre que la formación del plasma puede suceder hay menos unanimidad sobre la violencia del choque que se necesita. De hecho, los experimentos en el CERN van a usar hasta 4 veces más energía que las pruebas hasta ahora llevadas a cabo en la Universidad de Berkeley en California. Aun si no se consigue obtener un plasma, se espera que las pruebas permitan explorar nuevos terrenos y den algunas luces sobre la manera en que trabaja el núcleo del átomo el cual, a pesar de haber sido escudriñado por generaciones de físicos, no ha sido perfectamente explicado todavía.

En total, son ocho los experimentos planeados y en todos se utiliza un rayo de oxígeno acelerado que se dispara a blancos de diferentes componentes: aluminio, plata y tungsteno. Los experimentos se van a conducir a lo largo de noviembre (17 sesiones) y en mayo próximo se va a continuar, quizás utilizando un rayo de azufre o probablemente uno de calcio.

El diseño de los experimentos ha sido un reto formidable. Las primeras pruebas han demostrado que cada choque produce cientos, si no miles, de partículas que los científicos han debatido cómo analizar. El plasma de quarks y gluones se espera que permanezca escondido detrás de una barrera impenetrable, similar a aquella que impide observar los fenómenos atómicos. No obstante, si el plasma no puede ser observado, sus efectos sí. Ya que analizar las propiedades de cada residuo del choque es poco práctico, estos deben ser estudiados colectivamente. Por ejemplo, calorímetros han sido instalados en y alrededor de los blancos para medir las temperaturas y así registrar la energía de las partículas que vayan en varias direcciones.

En cualquier caso, todos los detectores van a ser prendidos sólo cuando un choque total parezca estar ocurriendo. Un experimento diseñado por un consorcio de norteamericanos, alemanes, polacos y yugoslavos tiene que ver con una cámara de algo menos de 2 metros, llena de una mezcla de helio y neón, a través de la cual pasan los residuos de la explosión. Cuando algo interesante ocurre, un campo eléctrico se le aplica a la mezcla del gas, con lo cual se iluminan las sendas abiertas por los residuos y se fotografían.

Otro experimento, llamado Helios, ha sido diseñado por 130 participantes belgas, canadienses, rusos, franceses, israelíes, suecos y norteamericanos. Sus magnetos, espectrómetros, calorímetros y otros detectores están hechos para realizar un inventario de todas las partículas que resulten con su dirección y energía. Esta y otras pruebas deben dar a los científicos algunas luces sobre el proceso de la creación. Con toda la especulación sobre los posibles resultados, se han presentado teorías que, de probarse, podrían cambiar radicalmente el análisis científico sobre el núcleo atómico. No obstante, el resultado es un misterio. Tal como dijera el profesor Gordon Baym de la Universidad de Illinois al Times, los físicos tienen que estar preparados "para las sorpresas de la naturaleza".--

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