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Reportaje:

¿El último de los gigantes?

Cada nuevo acelerador supone un mayor esfuerzo técnico y económico

Apenas entran en servicio y ya están desfasados. Ese es el destino de los aceleradores de partículas. Aunque aumenten sin cesar en prestaciones, nunca son lo bastante grandes, lo bastante potentes para los aprendices de brujo que parecen los físicos que intentan reproducir en estos gigantescos anillos las condiciones de los primeros momentos del universo. Cuanto más se acercan a este punto mítico más aumentan las dificultades técnicas y, por tanto, los costes. Desde este punto de vista, el LHC (Large Hadron Collider) ¿será el último de esos gigantes? Algunos se lo preguntan al recordar que este proyecto fue el resultado de un matrimonio sutil y forzado entre la economía y la técnica.Cuando en los años ochenta los responsables del CERN decidieron construir el LEP, su predecesor todavía en servicio, decidieron fabricar un colisionador de electrones y positrones (electrón con carga positiva). Una elección razonable que permite imprimir una energía de 100 GeV a cada uno de los dos haces de partículas que giran en sus toros (núcleos magnéticos) sin hacer demasiados malabarismos con la técnica. Así, cuando tiene lugar el choque de electrones y positrones, los físicos recuperan una energía útil de 200 GeV (100 GeV para los electrones y 100 GeV para los positrones). Otra ventaja: como la colisión tiene lugar entre dos partículas elementales indivisibles, la energía no se dispersa demasiado y es más fácil, tras el choque, reconstituir los acontecimientos.

Por encima de esta energía comienzan las dificultades, a pesar de la utilización de imanes superconductores extremadamente potentes destinados a mantener a las partículas dentro de su trayectoria circular. Ello se debe a que los electrones, sean positivos o negativos, pierden gran parte de su energía cuando trazan una curva. Esta pérdida, conocida con el nombre de radiación sincrotrón, alcanza tales valores -por encima de los 100 GeV- que resulta ilusorio esperar compensar este fenómeno parásito. Por tanto, construir una máquina más potente obliga a cambiar de técnica. La más sencilla consiste en utilizar partículas menos sensibles a los efectos de la radiación sincrotrón como, por ejemplo, los protones.

Ahorro considerable

Es la opción elegida para el LHC que remplazará al LEP en el 2005. Como el túnel es el mismo, el CERN consigue así un ahorro considerable en el coste de su nueva máquina. La elección de los protones permite producir dos haces de una energía de 7 TeV (7.000 GeV). Pero dado que los protones -al contrario que los electrones- están compuestos de subpartículas, los quark, la energía disponible se reparte entre todos estos componentes microscópicos. Como consecuencia, cuando se producen las colisiones, los físicos no recuperan como se podría creer dos veces 7 TeV, o sea 14 TeV, sino de seis a 20 veces menos. En cambio, las reacciones observables tienen una mayor riqueza.Conocedores de estas enseñanzas, los ingenieros ya imaginan el futuro con unos rompedores de materia aún más potentes. En la actualidad, se exploran tres vías. La primera es la más natural, la más evidente. ¿Por qué no lanzar las partículas en línea recta como las balas de un fusil? Esta opción, que permite recurrir de nuevo a los electrones, fue probada con éxito en Stanford (California) en el SLAC (Stanfórd Linear Collider). Alentados por estos resultados, otros físicos han imaginado construir instalaciones compuestas por dos potentes aceleradores lineales colocados uno detrás del otro. La máquina incluso tiene un nombre: el NLC (Next Linear Collider). Importantes trabajos de desarrollo están siendo realizados actualmente en el SLAC, en el KEK (Tsukuba, Japón) y en el DESY (Hamburgo, Alemania).

Otra posibilidad: fabricar de todos modos una máquina circular como el LHC, recurriendo a otro tipo de partícula elemental. El muón, una especie de "hermano pesado" del electrón, poco sensible a la radiación sincrotrón, serviría. De este modo, podrían alcanzarse energías de más de una decena de TeV, a condición, sin embargo, de saber producir en masa y hacer converger en un fino haz a estos muones que tienen la fastidiosa costumbre de desintegrarse tras dar mil vueltas en el acelerador.

Por último, otros no dudan en hacer resurgir al fénix (el proyecto SSC de EE UU) de sus cenizas. Varios equipos -entre ellos el del FermiLab de Chicago- se preguntan sobre la posibilidad de construir un colisionador de imanes convencionales, y por tanto menos caros, de... 600 kilómetros de circunferencia.

* Este artículo apareció en la edición impresa del Miércoles, 24 de diciembre de 1997