En el año 2007 se pondrá en marcha el mayor y más poderoso acelerador de partículas que se haya construido en el mundo. No sólo es el más grande, sino también el instrumento científico más elaborado de todos los tiempos (Los físicos requieren de monstruosos laboratorios para dilucidar los misterios del universo). Se trata de un gran túnel en forma de anillo, de 27Km. de largo, que sólo recorrerlo demora varias horas (Fig. 1). Se le ha llamado Large Hadron Collider y está situado cerca de Ginebra, Suiza.

Un poderoso campo eléctrico le proporcionará la energía a dos rayos de protones que viajarán en direcciones opuestas alrededor del anillo. Para mantener esta tremenda alta energía se requiere de enormes campos magnéticos que son generados por electro magnetos superconductores, que para mantener esta propiedad de superconductor, necesitan ser enfriados a menos dos grados sobre el cero absoluto.

Los dos rayos de protones se estrellarán en diferentes puntos del anillo donde ya estarán construidos varios detectores. Los más grandes, verdaderos monumentos, ya están casi terminados. Se llaman Atlas (A Toroidal LHC Apparatus) y el CMS (Compact Muon Selenoid). Allí se ubicarán los muchos investigadores, observando la nueva física producto de las tremendas colisiones. Instalado en el hall subterráneo, estos detectores miden 15 metros, equivalente a una altura de un edificio de ocho pisos y son del tamaño de una catedral. Su maquinaria pesa 13 mil toneladas métricas. Por ahora se ve como una naranja partida al medio, con sus caras llenas de cables eléctricos (Fig. 2).

Han transcurrido 20 años desde que se inició su programación y se espera que su puesta en marcha se inicie en el mes de Noviembre de este año (2007). La "Operación Europea de Investigación Nuclear" (CERN), estará encargada de su operación, y por ello está muy orgullosa, no sólo por los descubrimientos que esperan hacer, sino también por su elevado costo que ya supera los 3.8 mil millones de dólares. Estados Unidos está aportando 531 millones, especialmente para los detectores. El personal estará formado por cerca de 600 personas entre investigadores e ingenieros, los que de acuerdo a lo convenido, pertenecen a 30 países diferentes.

Será capaz de triturar protones a una velocidad cercana a la de la luz y los hará chocar con una energía de 14.000 millones de electrón volts, la que será 100 veces superior al acelerador de partículas más grande que se haya construido hasta ahora, como es el caso del Tevatron, instalado en el "Fermi National Laboratory" (Fermilab), cerca de Chicago. Esta enorme energía le permitirá probar la interacción de partículas a una escala sin precedente de 1017 centímetros, tamaño que se aproxima a lo que fue el del universo en el instante de una trillonésima de segundo después del big bang, cuando los teóricos creen que nacieron unidas todas las fuerzas fundamentales del universo.

Que buscan

La verdad es que en los últimos 20 años los físicos de partículas no han avanzado mucho. Han abundado las teorías y las fantásticas ideas, pero a decir verdad, desde el año 1995 no se han encontrado nuevas partículas. Entonces se describió en el Tevatron el último quark, en la familia de seis (Fig. 3). Estados Unidos al disponer de ese acelerador por mucho tiempo lideró el campo de la física de partículas. Ahora que el LHC eclipsará al Tevatron, el centro de gravedad de la física se desplazará hacia Europa.

El enorme esfuerzo internacional expresado en la construcción del LHC va a comenzar a rendir sus frutos, esperando recolectar información que permita constatar la existencia de la partícula Higgs Boson, la única que aún falta para llegar a completar el llamado modelo estándar de las partículas conocidas que forma la materia.

Pero los físicos esperan además muchas otras partículas desconocidas de todos los tipos, como consecuencia de los choques de protones, en una parafernalia como jamás nadie se las ha imaginado. Algunas serían efímeras, otros podrían llegar a ser mini hoyos negros. Otros imaginan que aparecerían partículas que ayudarían a resolver el problema de la materia oscura. Otros en fin, más imaginativos, creen que podrían encontrar partículas que gastan la mayor parte de su existencia en otras dimensiones del espacio. "Tuvimos aquí a Stephen Hawking y nos pronosticó que tal vez no encontremos los Higgs Boson y que él personalmente estaba más interesado en los mini hoyos negros que podrían llegar a producirse", dice Jonathan Ellas, un físico teórico de CERN.

Algunas teorías exóticas sugieren que el universo tiene muchas dimensiones escondidas y que podría ocurrir que cuando las partículas llegaran a chocar en presencia de una muy alta energía, se juntaran muchos protones y como resultado la gravedad llegara a ser sorprendentemente grande. Algunos han llegado a calcular que esto podría ocurrir en el LHC y por este mecanismo llegar a producir miles de hoyos negros cada día, y cada uno de ellos con un peso 5000 veces superior a un protón. Es decir, que alcanzaran una densidad semejante a verdaderos hoyos negros, que afortunadamente serían diminutos y vivirían sólo durante fracción de un segundo, explotando posteriormente en un estallido de radiaciones. Pero si estos hoyos negros fueran más pesados y estables, se tragarían al CERN, a Suiza y a toda la Tierra. Hawking espera que los descubrimientos del LHC produzcan miles de micro hoyos negros, lo que confirmaría su existencia. Según él cree, estos mismos se habrían formado durante el big bang y que las bolas de fuego de alta energía producidas en ese entonces, habría estado acribilladas por ellos.

Lo que en realidad muchos esperan es que el LHC vaya más allá del modelo de partículas estándar y que aparezcan todo tipo de nuevas partículas. A los físicos teóricos no les ha faltado imaginación para proponer cientos de ellas, encuadradas en otros nuevos modelos. Así por ejemplo les entusiasma la súper simetría que en condiciones de alta energía lograría unir todas las fuerzas de la naturaleza en una sola. Dicen que para cada partícula estándar debiera existir un súper-socio más pesado.

Las posibilidades parecen estar superadas sólo por la imaginación. Todos esperan grandes cosas de las colisiones, las que al producirse, deberían dejar muchos restos donde hurgar y encontrar lo inesperado.