Vuelve el Gran Colisionador. ¿Qué partículas encontraremos ahora?


boson

El Gran Colisionador de Hadrones ha vuelto a funcionar. Tras dos años de renovaciones, los protones ya giran alrededor del gigantesco anillo subterráneo de 27 kilómetros.

Allí descubrimos el bosón de Higgs. Esta vez va a ser aún más interesante. El primer objetivo era encontrar el Higgs: estábamos casi seguros que debía estar ahí y felizmente apareció. Ahora no estamos demasiado seguros de qué será lo que encontraremos!

Bueno, pero ¿tenemos alguna idea de las partículas que podrían aparecer?

Sí, tenemos algunas hipótesis, pero antes de responder a esta pregunta, permitidme un pequeño recordatorio de cómo funciona el acelerador y qué ha cambiado desde la última vez.

¿Cómo funciona el Gran Colisionador de Hadrones?

El funcionamiento básico del LHC es muy sencillo:

1) Los protones dan vueltas por el túnel circular de 27 km. Algunos protones van en un sentido y el resto en el sentido contrario.

2) Aceleras los protones hasta casi la velocidad de la luz [hasta el 99,9999991% de la velocidad de la luz]

3) Los protones, que viajan en direcciones opuestas, chocan, se desintegran y crean nuevas partículas. [Dicho en palabras de Albert Einstein, la energía de la colisión se convierte en masa de nuevas partículas porque E=mc2].

4) En los lugares del anillo donde se chocan los protones colocas detectores para intentar “ver” las nuevas partículas que se han formado. [En el Colisionador hay 4 detectores que se llaman ATLAS, CMS, LHCb y ALICE].

Vale, ¿y qué ha cambiado en el Colisionador desde que descubrimos el bosón de Higgs?

Las renovaciones de los últimos dos años han servido para aumentar la energía a la que chocan los protones.

Para acelerar los protones hasta casi la velocidad de la luz necesitas un campo magnético tremendo. Cuanto más fuerte sea el campo magnético, más rápido circularán los protones y más energía habrá en los choques.

Para que os hagáis una idea de la dificultad técnica: el Colisionador es uno de los lugares más fríos de nuestra Galaxia. Los electroimanes necesitan ser enfriados a -271 C, una temperatura aún más baja que la del espacio interestelar.

Con las mejoras que se han hecho, el campo magnético creado dentro del acelerador es más potente: los protones chocarán con más fuerza.

OK, ya entiendo más o menos cómo funciona el acelerador. Pero entonces, ¿tenemos alguna idea de qué nuevas partículas podríamos encontrar?

Bueno, tenemos algunas hipótesis. Algunas se remontan a los años 70, pero no estamos seguros de que sean correctas.

1) Partículas supersimétricas

Hasta ahora, nuestro conocimiento sobre las partículas fundamentales que componen la materia está encapsulada en una teoría llamada “el Modelo Estándar”.

El Modelo Estándar es una teoría que funciona muy bien, pero contiene algunas “fisuras” con los que los físicos no estamos demasiado a gusto. [Por ejemplo la masa concreta del bosón de Higgs o la conexión entre fermiones y bosones].

Para solucionar estos problemas, los físicos teóricos desarrollaron desde los años 70 una teoría que se conoce como “Supersimetría”.

La Supersimetría predice que cada partícula fundamental tiene una compañera. A esa compañera se le llama “compañera supersimétrica”. Por ejemplo: además del fotón también existiría el “fotino” o además del Higgs también existiría el “Higgsino”.

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Si la teoría de la Supersimetría es correcta, creemos que estas partículas deberían aparecer en el Colisionador.

2) Extradimensiones y mini-agujeros negros

Vivimos en un mundo de 4 dimensiones: las 3 dimensiones del espacio y la dimensión del tiempo.

Pero, ¿y si existiesen otras dimensiones tan pequeñas que no podemos ver?

Puede parecer ciencia ficción, pero estas dimensiones “extra” nos podrían ayudar a comprender cosas que todavía no entendemos. [Por ejemplo: porqué la gravedad es una fuerza tan débil o porqué el Universo se expande tan rápido].

Si estas dimensiones existen, podrían manifestarse en el Colisionador de varias maneras. Una primera forma sería encontrando nuevas partículas. [Por ejemplo versiones masivas de los botones Z y W].

Otra forma posible sería la creación de mini-agujeros negros. ¡No preocuparse! Además de ser minúsculos, estos agujeros sólo existirían durante 0,000000000000000000000000001 segundos. [Son 26 ceros, espero no haberme equivocado].

Esos mini-agujeros negros se desintegrarían antes de que pudiésemos detectarlos, pero dejarían una “huella” que podrían captar los detectores.

3) Materia oscura

Además de la “materia normal”, sabemos que en el Universo hay “materia oscura”. De hecho, sabemos que en el Universo hay bastante más “materia oscura” que “materia normal”.

El problema es que nunca la hemos detectado. Tampoco tenemos ni idea de qué está formada.

Espera, ¿entonces cómo sabemos que existe si nunca la hemos detectado? Porque de lo contrario las galaxias no podrían girar como giran.

Dicho de otra manera: NO podemos “ver directamente” la materia oscura pero SÍ podemos “ver los efectos” que produce la materia oscura en la materia normal.

Algunas teorías dicen que la materia oscura podría estar relacionada con las partículas supersimétricas de las que hemos hablado antes y que podríamos detectar.

4) Que encontremos algo que no nos esperábamos

Esta sería en mi opinión la alternativa más divertida: que encontremos algo completamente diferente a lo que nos esperábamos.

Eso sí, a los físicos que han dedicado sus carreras a la teoría supersimétrica creo que no les haría demasiada gracia.

Una canción rap para el bosón de Higgs

En 2008, Kate McAlpine tenía 23 años y trabajaba en el CERN.  Cada mañana necesitaba 40 minutos de autobús para llegar desde su apartamento en Ginebra hasta el laboratorio. Así que decidió aprovechar ese tiempo para escribir un rap en honor del LHC, el acelerador de partículas donde se ha detectado lo que parece ser el bosón de Higgs.

Kate convenció a algunos colegas para grabar un videoclíp. Aquí está el resultado.

Lecciones que aprender:

1) A los físicos no se nos debe dejar mucho tiempo libre, porque se nos pira muchísimo la cebolla.

2) Nuestras dotes para la danza son netamente inferiores a las de un chimpancé lobotomizado.

Pero, a mí, me encanta esta tontuna. ¡Qué grande eres, Kate!

Carta de un investigador a Rodrigo Rato (con oferta de trabajo incluida)

Querido Rodrigo,

Eres mi ídolo. No sé cómo lo has hecho, pero el gobierno está considerando inyectar 7.000 millones en el banco que presidías. No es la primera vez que lo consigues: en 2010, el Estado os prestó 4.500 millones y después os avaló por 27.500 millones más.

Como investigador, te admiro muchísimo: me encantaría tener tu talento para convencer a los gobiernos de que suelten el parné. Sólo esos 7.000 millones es más dinero que toda la financiación para I+D en los Presupuestos Generales del Estado (6.400 millones).

El desastre de Bankia me ha proporcionado una amarga satisfacción, pues confirma una de mis hipótesis científicas: la estructura política de nuestro país está podrida hasta las entrañas. En los consejos de administración de Bankia y sus corporaciones, estábais todos: Mercedes de la Merced y Manuel Lamela (PP), Arturo Fernández (vicepresidente de la CEOE), Maria Enedina Álvarez (ex-diputada PSOE), José Antonio Morán Santín (IU), José Ricardo Martínez (secretario general de UGT Madrid), etc.

¡Viva la meritocracia, coño!

No me puedo explicar el fracaso de Bankia: estaba en manos del más selecto grupo de mentes privilegiadas. No se habían visto tantos premios Nobel juntos desde la Conferencia Solvay de 1927.

Por bromitas como la de tu banco, este año no vamos a pagar los premios a los ganadores de la Olimpiada de Física. Empollones, frikis, cuatro-ojos, pajilleros compulsivos: ¡os lo tenéis bien merecido! ¿Qué hacéis estudiando física con 17 años? ¡Dedicarse ar furbol!

En el fondo, mi sarcasmo nace de la envidia. Tú ganaste el año pasado 2,3 millones de euros. Mi salario es 110 veces menor. Pero debo reconocer que la diferencia está justificada: yo sólo estudio las ecuaciones que describen los agujeros negros, mientras tú creas agujeros negros que ya quisiera la Galaxia de Andrómeda.

Rodrigo, te escribo porque quiero hacerte una oferta. Ahora que tienes más tiempo libre, me gustaría que te unieses al grupo de científicos que luchamos para que la ciencia española no desaparezca. Tu talento nos vendría fenomenal. Con uno de tus golpes maestros, nos compramos el CERN, el telescopio Hubble y la NASA entera. Lo digo en serio: el presupuesto de la NASA para 2012 es de 18.000 millones de dólares. ¡Está a tu alcance!

Por cierto, Rodri, nos vemos este sábado en Sol. Hazme una perdida cuando llegues, ¿vale?

Un abrazo, crack.

Dr. Alberto Sicilia.

P.D.- Mi oferta a Rato va en serio. ¡Hagámos un poquito de ruido, a ver si nos responde!

P.D.2.- Una pregunta esencial para comprender el mundo que nos rodea: ¿Para qué sirven los bancos?

Zapatero, Rajoy, Relatividad y Mecánica Cuántica

En las primeras décadas del siglo XX, una generación de físicos transformó nuestra concepción del universo con el descubrimiento de la relatividad y la mecánica cuántica.

En los albores del siglo XXI, Jose Luis Rodríguez Zapatero y Mariano Rajoy, dos portentos intelectuales y presidentes del gobierno de España, revolucionaron la historia política de Occidente. Los paradigmas teóricos introducidos por Zapatero y Rajoy fueron bautizados como “política relativista” y “política cuántica” debido a las insólitas semejanzas con sus análogos físicos.

La relatividad de Einstein reposa sobre una constante fundamental: la velocidad de la luz, “c”. Ningún objeto en el universo puede viajar más rápido que la luz. La relatividad de Zapatero introduce una nueva velocidad absoluta, representada por dos letras mayúsculas, “ZP”. Ninguna forma de gobierno en todo el universo puede destruir más empleos por segundo que ZP.

La dilatación del espacio-tiempo corresponde a la dilatación del déficit en la teoría de Zapatero. Un presidente que viaja a la velocidad mental ZP puede asegurar, antes de marcharse, que el deficit de 2011 era de un 6%. En cualquier otro sistema de referencia, ese déficit mide un 8.5%.

Zapatero inventó también la célebre relación de equivalencia E = m (ZP)2, donde “E” es la tasa de desEmpleo y “m” la masa de Angela Merkel. El paro debe medirse, por lo tanto, en “kilogramos de desempleado/segundo”. Rogamos al Instituto Nacional de Estadística que rectifique y utilice estas unidades en sus próximos estudios sobre el mercado laboral español.

Einstein nos enseñó que la percepción del espacio y el tiempo depende del estado de movimiento del observador. Con Zapatero aprendimos que la percepción de la realidad depende del ingenio del gobernante. Sólo un Zapatero atravesando el espacio-tiempo hacia la peor depresión económica en 80 años, puede declarar: “en la próxima legislatura lograremos el pleno empleo” (julio de 2007), “la crisis de EEUU no afectará a España en absoluto” (septiembre de 2007), “la crisis es una falacia, puro catastrofismo” (enero de 2008), “España no está en crisis porque tiene sólidos fundamentos” (febrero de 2008) y “es probable que lo peor de la crisis económica haya pasado ya” (abril de 2009).

Mariano Rajoy generalizó la mecánica cuántica hasta convertirla en un arte de gobierno. Como explicó Louis de Broglie, todo cuerpo en el universo puede comportarse como onda y como partícula (tambien llamada “cuantum”). Por ejemplo, el fotón es el cuantum asociado a la radiación electromagnética. Rajoy demostró que un presidente también tiene su propio cuantum: en su caso, el “cuantum-recortum”.

El sueño de cualquier físico consiste en descubrir la teoría que engloba a la mecánica cuántica y a la fuerza gravitatoria. La hipótesis mejor posicionada para lograr la unificación era conocida como “teoría de cuerdas”. Rajoy fue más allá, desarrollando la “teoría de sogas”, que logra asfixiar la inversión en ciencia y la ayuda al tercer mundo en un mismo decreto-ley.

Rajoy también superó el “principio de incertidumbre de Heisenberg” con el “principio de certidumbre de Mariano”. Un gobierno presidido por Rajoy contiene la certidumbre de incumplir todos sus compromisos electorales. En apenas cuatro meses, Mariano Rajoy ha violado sus tres grandes promesas: “no subiré los impuestos”, “no abarataré el despido laboral” y “no tocaré ni la educación ni la sanidad”.

Mi formación como físico teórico me impulsa a sugerir a mis colegas del CERN el siguiente experimento: introduzcamos a Zapatero y Rajoy en el Gran Acelerador de Hadrones (que sería rebautizado como “Gran Acelerador de Ladrones”) y lanzémoslos uno contra otro. Mis cálculos predicen que la colisión creará un agujero negro de estupidez tan intenso que engullirá el universo.

Ojalá las civilizaciones que surjan de futuros Big Bangs demuestren más sensatez eligiendo a sus líderes.