Cap a la física desconeguda

Després de dos anys aturat  a causa de treballs de modernització i manteniment, el Gran Col·lisiona-

dor d'Hadrons (LHC), la instal·lació científica més gran del món, ha tornat a la càrrega amb l'objectiu d'eixamplar la bretxa científica oberta arran de la identificació del bosó de Higgs el 2012, la peça que faltava per completar l'anomenat Model Estàndard de la física, la teoria que explica el comportament de les partícules elementals que formen tot el que veiem i com interaccionen entre elles. El renovat LHC, més potent i més precís, vol arribar lluny. «Estem emocionats perquè entrem en una fase totalment desconeguda», va dir ahir Rolf Heuer, president executiu del CERN, la institució europea que gestiona l'LHC, al presentar el calendari de les operacions.

Entre els nous objectius d'estudi destaquen novament la recerca del bosó de Higgs i de la matèria fosca -que sabem que hi és però no la veiem-, la demostració de les hipòtesis de l'antisimetria i l'antimatèria-, noves dimensions, el plasma de quarks i altres partícules, i conceptes tan atractius com impenetrables, i «fins i tot també partícules que ni tans sols podem imaginar que existeixen», resumeix Mario Martínez, investigador de l'Institut de Física d'Altes Energies (IFAE-UAB), a Barcelona. «L'LHC s'endinsarà en una zona d'energies desconeguda que pot deparar-nos sorpreses sensacionals. Al capdavall, ningú sap com es comporta la naturalesa en aquestes energies», afegeix Alberto Casas, investigador de l'Institut de Física Teòrica (UAM-CSIC), a Madrid.

AUGMENTAR LES POSSIBILITATS / L'LHC és un tub circular de 27 quilòmetres de longitud en què els científics introdueixen feixos de protons -partícules que formen el nucli dels àtoms- en sentits oposats i a una velocitat pròxima a la de la llum amb l'objectiu que xoquin i, com a conseqüència del procés, sorgeixin noves partícules. Així es va identificar el famós bosó de Higgs fa tres anys. De fet, la principal millora de l'LHC afecta precisament les col·lisions, que ara tindran una energia de fins a 13 teraelectró-volts (TeV), 6,5 en cada sentit, molt superior als 8 TeV a què es va arribar el 2012. «Augmentar així l'energia dispara les possibilitats que puguem obtenir certes coses i que puguin ser espectaculars», insisteix Martínez, investigador principal d'Atlas, un dels experiments dedicats a analitzar les col·lisions. S'ha reduït així mateix l'amplada del feix de partícules, cosa que significa que es concentraran més en el punt de col·lisió, «i suposarà més col·lisions per estudiar», afirma Javier Cuevas, professor de la Universitat d'Oviedo i investigador en un altre experiment, CMS.

Entre les restants millores, també s'han reemplaçat a causa del desgast 18 dels 1.232 imants que condueixen les partícules per l'interior de l'accelerador i s'han reforçat més de 10.000 connexions elèctriques. Així mateix, les cavitats de radiofreqüència, que donen petites empentes d'energia a les partícules quan passen, operaran amb voltatges més elevats per donar més energia als feixos. I s'ha empeltat un nou captador per aconseguir el buit absolut a l'interior del tub. Refredar els equips a 270 graus sota zero, necessaris per a un bon funcionament, ja es va fer a finals del 2014.

El calibratge és vital en la mesura en què, una vegada optimitzat el procediment, els feixos de protons faran 11.000 voltes per segon a l'accelerador. Segons l'exemple posat pel CERN, el nivell d'exactitud perquè xoquin entre si és comparable a tenir dues fletxes del diàmetre d'una agulla disparades a 47 quilòmetres de distància.

Les reformes ja han acabat, però això no significa que l'anomenada popularment màquina de déu pugui treballar immediatament a ple rendiment. Heuer va avançar que, si no sorgeixen contratemps, els primers xocs de protons es produiran al maig o al juny. «Trigarem uns dos mesos a portar la màquina a col·lisions amb el màxim grau d'energia», va comentar. Prèviament, és clar, s'hauran de fer multitud de proves d'arrencada. Per exemple, s'han de comprovar tots els sistemes d'un en un. És el cas dels 1.232 imants, «que han de ser capaços d'arribar exactament al mateix corrent perquè els feixos puguin circular amb èxit, cosa que no succeeix sempre al primer intent», comenta Reyes Alemany, enginyera d'operacions de l'LHC.

Notícies relacionades

"No hem d’enviar missatges a l’espai"

Pluja d’estrelles abril 2023: ¿quan i com veure els Lírids?

EN DUES SETMANES / La previsió és que els feixos comencin a circular en sentits oposats d'aquí dues setmanes. Heuer va assenyalar que hi ha confiança en descobriments «que obriran nous camps a la física moderna», però que ningú pot predir quan es produiran perquè «això està en mans de la naturalesa».

«Crec que el primer és confirmar totalment l'existència de dues partícules, els quark Top i el bosó de Higgs. Després ja veurem què trobem i per on tirem -avança Cuevas-. Entrem en terra incògnita. Ningú havia mirat on volem mirar. I és lògic que hi hagi un cert optimisme». «Des del punt de vista teòric, hi ha raons molt fortes per pensar que existeix nova física, encara desconeguda, que guarda claus essencials sobre el funcionament de la naturalesa», prossegueix Alberto Casas. «Però és menys segur que aquesta nova física sigui descoberta en el segon cicle de l'LHC», conclou el físic amb una mica de suspens.