El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) consigue crear “mini Big Bang”

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, el mayor acelerador de partículas del mundo, ha conseguido crear un "mini-Big Bang" rompiendo iones de plomo en lugar de protones, en su última prueba el pasado 7 de noviembre, creando temperaturas un millón de veces más calientes que el centro del Sol.

Operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), el LHC está ubicado en un túnel circular de 27 kilómetros de largo bajo la frontera franco-suiza cerca de Ginebra. Hasta ahora, el acelerador había estado chocando protones, en un intento por descubrir los secretos de la formación de nuestro Universo. Las colisiones de protones podrían ayudar a detectar el elusivo bosón de Higgs y detectar signos de nuevas leyes físicas, tales como la supersimetría.

Esta animación muestra una vista en 3D de una de las primeras colisiones de iones de plomo registradas que tuvieron lugar en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, parte del experimento ALICE. Este evento fue visto el 7 de noviembre del 2010, cuando los núcleos de plomo chocaron simultáneamente con una energía total de 5.74 TeV (en esta ocasión) dejando una lluvia de miles de partículas llamadas quarks y gluones.

Veamos el video:



El colisionador se encuentra en un túnel circular de 27 kilómetros de largo bajo la frontera franco-suiza a un promedio de 100 metros bajo tierra. La circunferencia del LHC es de 26,659 metros, con un total de 9,300 imanes en su interior. Los imanes son enfriados a una temperatura de funcionamiento de -271.3 ° C (1.9 Kelvin) - más frío que el espacio profundo.

Durante las próximas cuatro semanas, los científicos del LHC se concentrarán en el análisis de los datos obtenidos a partir de estas colisiones de iones de plomo, con la esperanza de aprender más sobre el plasma del que el Universo estaba hecho una millonésima de segundo después del Big Bang, 13,700,000,000 años atrás. Uno de los experimentos del acelerador, ALICE (A Large Ion Collider Experiment, por sus siglas en inglés), ha sido diseñado específicamente para romper iones de plomo simultáneamente, pero los experimentos ATLAS y el Solenoide Compacto de Muones (CMS) también han cambiado a la nueva modalidad.

El detector del experimento ALICE está compuesto por dos partes principales: la zona central, que detectará la producción de pares de electrones y de aquellas señales que indiquen la formación de hadrones; y la zona externa, donde un espectrómetro estudiará el decaimiento muónico de los hadrones creados por confinamiento de quarks.

El objetivo de ALICE es estudiar este tipo de interacciones a altas energías, en densidades y temperaturas extremas, donde la formación de una nueva fase de la materia, el QGP (quark gluon plasma), podría ser creada.

Vista del imán del ALICE antes de su cierre.

David Evans de la Universidad de Birmingham, Reino Unido, es uno de los investigadores que trabajan en ALICE. Dijo que las colisiones obtenidas fueron capaces de generar las más altas temperaturas y densidades que jamás se hayan producido en un experimento hasta la fecha. "Estamos muy contentos con el logro," dijo el Dr. Evans. "Este proceso se llevó a cabo en un ambiente seguro y controlado, generando bolas de fuego subatómicas muy calientes y densas, con temperaturas de más de diez billones de grados, un millón de veces más caliente que el centro del Sol". A estas temperaturas, incluso los protones y los neutrones, que constituyen el núcleo de los átomos, se funden dando lugar a una densa sopa de quarks y gluones, lo que se conoce como un "plasma de quarks-gluones".

Los quarks y los gluones son partículas subatómicas - algunos de los componentes más básicos de la materia. En el estado conocido como plasma de quarks y gluones, éstos son liberados de su atracción del uno al otro. Se cree que este plasma existió justo después del Big Bang. El Dr. Evans explicó que al estudiar el plasma, los físicos esperan aprender más sobre la fuerza nuclear llamada "strong force" - la fuerza que une los núcleos de los átomos entre sí y que es responsable del 98% de su masa. Después de que el LHC acabe chocando iones de plomo, volverá nuevamente a la colisión de protones.

Fuente: BBC

Simulación de una colisión de núcleos de plomo.

Quantum opina:

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) ha logrado sus objetivos para 2010 e iniciado una nueva fase de actividad en la que se estudiará el tipo de materia que existió justo antes del Big Bang. El experimento generó una "sopa" densa y caliente de quarks y gluones debido a su calor extremo, a esto es lo que se conoce como plasma de quarks-gluones. Mediante el estudio de este plasma los físicos esperan conocer mejor la interacción nuclear fuerte, una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. La interacción nuclear fuerte no sólo mantiene unidos los núcleos de los átomos, sino que supone el 98% de su masa.

Los experimentos con iones de plomo están programados hasta el 6 de diciembre, momento en el que el LHC realizará una parada técnica de mantenimiento. En febrero reanudará su actividad con nuevas colisiones entre protones.

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