Entrevista con Cayetano L¨®pez

Hoy se han conseguido las primeras colisiones de part¨ªculas a muy alta energ¨ªa gracias al LHC. Este hecho supone "una nueva era" para la f¨ªsica de part¨ªculas, como afirma la responsable del Atlas. Cayetano L¨®pez, catedr¨¢tico de f¨ªsica te¨®rica en la Universidad Aut¨®noma de Madrid y director del CIEMAT (Centro de Investigaciones Energ¨¦ticas, Medioambientales y Tecnol¨®gicas) ha charlado con los lectores sobre lo que puede suponer este importante avance en la f¨ªsica.

1fernansolo30/03/2010 05:33:49

?Se preven cambios radicales en las teor¨ªas que compone la f¨ªsica como disciplina cient¨ªfica, conforme los investigadores estudien los datos extraidos del LHC? ?Cu¨¢l es el fin ¨²ltimo de esta herramienta, el LHC?

El fin ¨²ltimo de esta herramienta es explorar un rango de energ¨ªa en las interacciones entre part¨ªculas nunca antes alcanzado. Hay cosas que se esperan, como la part¨ªcula de Higgs, para completar las teor¨ªas existentes. Hay otros hallazgos posibles que podr¨ªan indicarnos c¨®mo ir m¨¢s all¨¢ de la teor¨ªa est¨¢ndar que conocemos y que est¨¢ verificada en miles de experimentos a m¨¢s bajas energ¨ªas. Pero lo verdaderamente excitante ser¨ªa que se produjera alg¨²n hallazgo inesperado que nos obligara a un cambio sustantivo respecto de las ideas existentes.

2?scar ?lvarez30/03/2010 05:36:32

?Qu¨¦ posibles avances para la ciencia puede suponer este logro? ?Se podr¨ªa obtener una fuente de energ¨ªa inagotable con esta tecnolog¨ªa?

Este tipo de investigaci¨®n no es aplicada y, en particular, no tiene relaci¨®n con la producci¨®n de energ¨ªa ¨²til con fines sociales. Los posibles avances se refieren a nuestro conocimiento de los componentes m¨¢s elementales de la materia y sus interacciones, con repercusiones cosmol¨®gicas como la naturaleza de la materia oscura o la asimetr¨ªa materia-antimateria en el universo.

3Carlos30/03/2010 05:41:06

?Qu¨¦ ocurre con las part¨ªculas cuando colisionan y qu¨¦ efectos producen o se generan a su alrededor? ?Cambia el color de la luz? ?Se genera mucho mas calor? ?Sonido?

Cuando las part¨ªculas colisionan lo que ocurre es que parte de su energ¨ªa cin¨¦tica se transforma en nuevas part¨ªculas. Es la materializaci¨®n de la identidad energ¨ªa-materia "al rev¨¦s". Generamos energ¨ªa cin¨¦tica y obtenemos part¨ªculas. Cuanta mayor sea la energ¨ªa en la colisi¨®n mayor es la masa de las part¨ªculas que se pueden producir, de ah¨ª el inter¨¦s de explorar nuevos intervalos de energ¨ªa. Entre las part¨ªculas de luz producidas hay fotones, es decir part¨ªculas de luz. El color s¨®lo tiene sentido dentro del estrecho rango del espectro de luz visible. Los fotones producidos en estas colisiones son mucho m¨¢s energ¨¦ticos que los de la luz y se sit¨²an m¨¢s all¨¢ del azul, del ultravioleta e incluso de los rayos X. No hay sonido. El sonido es una propiedad macroscopica de ondas de materia en aire.

4Alvaro Brun30/03/2010 05:46:15

?Es cierto que al efectuar el experimento existe la posibilidad de extinguir el planeta y convertirlo en una nube estelar de neutrones o en un agujero negro? La creaci¨®n de "materias extra?as" pueden contaminar a otras materias; o la creaci¨®n de "monopolos magn¨¦ticos" pueden iniciar una reacci¨®n en cadena y convertir ¨¢tomos en otras formas de materia.

Se ha especulado con la posibilidad de la formaci¨®n de agujeros negros o "strangelets", que son agregados de quarks extra?os, con consecuencias desastibilizadoras para el planeta e incluso la galaxia. Ha habido, incluso, una demanda judicial al respecto. Varios cient¨ªficos han estudiado con detalle este asunto y han verificado que hay colisiones naturales en el Universo mucho m¨¢s energ¨¦ticas debidas a fen¨®menos catastr¨®ficos del tipo de colapsos de supernovas o similares y no se ha producido nunca este tipo de fen¨®menos, as¨ª que no parece que haya ning¨²n peligro en el funcionamiento del acelerador.

5NachoArg30/03/2010 05:47:21

Soy Juan Ignacio de Argentina. Queria saber si estas coliciones llegaron a formar materia, o antimateria, o hay que esperar que se colisionen a mayores veocidades.

En estas colisiones, y en otras de menor energ¨ªa, se producen part¨ªculas de materia y de antimateria por centenares.

6Valenci¨¤30/03/2010 05:49:46

La inform¨¢tica es un ingrediente esencial. Sin ella ser¨ªan imposibles este tipo de experimentos. En primer lugar, la reconstrucci¨®n de las trayectorias y las propiedades de las part¨ªculas se consigue a partir de los datos electr¨®nicos brutos en los detectores mediante programas muy potentes. Por otra parte, el an¨¢lisis de la masa ingente de datos que salen de estas reconstrucciones requiere nuevamente de potentes herramientas inform¨¢ticas.

7roberto ramas30/03/2010 05:53:55

?C¨®mo se diferencian los haces de protones de los haces de electrones? Cuando interact¨²an entre ellos, ?se produce radiaci¨®n electromagn¨¦tica?

En el LHC colisionan haces de protones y no hay electrones. Hay otros aceleradores, como era LEP, o los sincrotrones en los que se aceleran electrones. Los electrones pierden m¨¢s energ¨ªa electromagn¨¦tica al ser acelerados, por eso es m¨¢s dif¨ªcil llegar a las energ¨ªas que llegan los protones, pero estos ¨²ltimos, que pierden mucha menos energ¨ªa por radiaci¨®n electromagn¨¦tica, son veces m¨¢s pesados que los electrones y no son puntuales, as¨ª que las interacciones tienen lugar entre los quarks que los componen, lo cual hace que los resultados de las interacciones sean m¨¢s "sucios" y m¨¢s dif¨ªciles de interpretar. A cambio, se consiguen colisiones m¨¢s energ¨¦ticas.

8Jorge A. V¨¢zquez30/03/2010 05:57:04

Buenas tardes, encantado de poder dirigirme a usted: ?Hay indicios ya de c¨®mo deber¨ªan comportarse todas estas part¨ªculas con cuya existencia se especula, o tendremos que esperar a que los datos sean reducidos por completo? De ser as¨ª, ?cu¨¢nto tiempo se estima para que se confirme o descarte la existencia del bos¨®n de Higgs, por ejemplo? Muchas gracias por su respuesta,

Habr¨¢ que esperar todav¨ªa un tiempo porque el an¨¢lisis de los datos es muy complicado. La inmensa mayor¨ªa de las colisiones producen part¨ªculas "convencionales" por lo que se requiere un gran esfuerzo para identificar los pocos acontecimientos en los que se prodducir¨ªa alguna part¨ªcula nueva. El Higgs podr¨ªa verse en este primer "run" de entre y meses si su masa estuviera en un rango "favorable" del orden de los GeV. Si no est¨¢ ah¨ª habr¨¢ que esperar al segundo "run" en el que se doblar¨¢ la energ¨ªa de los haces.

9bf11030/03/2010 06:00:32

He le¨ªdo en muchos sitios esta pregunta y no la entiendo, le agredecer¨ªa que me la explicara. ?Qu¨¦ significa exactamente que sabremos por qu¨¦ la materia es tal y como es?

Lo que pienso que has le¨ªdo es que sabremos cu¨¢l es el origen de la masa de las part¨ªculas y, por tanto, por qu¨¦ son como son. La raz¨®n es que en nuestra teor¨ªa est¨¢ndar no podemos explicar la existencia de masas diferentes para las diferentes part¨ªculas a menos que exista el campo de Higgs, que proporciona esa masa a trav¨¦s de las interacciones con el resto de las part¨ªculas. Pero ese campo implica la existencia de una part¨ªcula, el bos¨®n de Higgs, que es uno de los descubrimientos esperados en el LHC. Si esta part¨ªcula no existiera, ser¨ªa dif¨ªcil explicar en nuestras teor¨ªas las masas de las part¨ªculas.

10JJ30/03/2010 06:01:49

?C¨®mo se originan los haces que colisionar¨¢n?

Los haces son de protones, es decir ¨¢tomos de hidr¨®genos ionizados. Se parte de hidr¨®geno, se ioniza y los protones resultantes se van acelerando en diferentes fases.

11mcarabali30/03/2010 06:08:12

Hola, buenos d¨ªas. ?C¨®mo nos beneficia estas colisiones en el quehacer diario? S¨¦ que ser¨¢ a largo plazo, pero ?qu¨¦ buscamos? El lunes a mis alumnos del colegio, ?c¨®mo le podr¨ªa explicar lo sucedido? Gracias.

Desafortunadamente no creo que estos experimentos tengan ninguna repercusi¨®n enla vida diaria. Son para conocer m¨¢s profundamente las propiedades m¨¢s elementales de la materia y de las fuerzas de la naturaleza. En la historia de la ciencia las aplicaciones sociales m¨¢s novedosas y rupturistas han partido de estudios para conocer mejor la naturaleza, como el caso de la electricidad, el laser, el radar, los procesadores, etc. En general no se puede prever la futura utilidad de un conocimiento b¨¢sico. En relaci¨®n con la f¨ªsica de aceleradores, las aplicaciones pr¨¢cticas que yo conozco est¨¢n relacionadas con la medicina a trav¨¦s de los aceleradores de electrones de muchos hospitales, dispositivos de imagen m¨¦dica, etc.

12Alcaudon30/03/2010 06:12:13

He le¨ªdo estos d¨ªas que tardaremos a?os en analizar toda la informaci¨®n conseguida en las colisiones del LCH, ?qu¨¦ opini¨®n le merece el ingente gasto econ¨®mico y humano cuando a d¨ªa de hoy no hay posibilidad de tratar toda esa informaci¨®n? ?No le parece exagerado? Muchas gracias

Se tardar¨¢ en procesar, pero al final extraeremos toda la informaci¨®n generada en los aceleradores. Sobre el gasto que supone, es una cuesti¨®n de ponderaci¨®n. En el pasado siempre se ha insistido en lo costoso de la investigaci¨®n b¨¢sica, pero nuestra vida est¨¢ llena de aplicaciones que proceden de esa investigaci¨®n y que no pod¨ªan ser previstas, por ejemplo la electricidad, el laser, los ordenadores, Internet, etc. Un fracci¨®n min¨²scula del gasto militar en el mundo bastar¨ªa para financiar varios LHCs.

13Juan Calzadilla30/03/2010 06:15:00

?Este acontecimiento puede motivar la revisi¨®n de la Teor¨ªa de Einstein y de su famosa f¨®rmula E= mc2 (quiere decirse m elevado al cuadrado). Gracias.

Al contrario. Es una verificaci¨®n constante y masiva (muchos miles de millones de veces por segundo) de esa ecuaci¨®n. A partir de la energ¨ªa cin¨¦tica de los haces incidentes se crean nuevas part¨ªculas con una masa que se relaciona con la energ¨ªa consumida para crearla a trav¨¦s de la "famosa" f¨®rmula: E=mc, donde E es la energ¨ªa, m la masa y c es la velocidad de la luz elevada al cuadrado.

14Miguel30/03/2010 06:19:21

?Podr¨ªa mencionar alg¨²n hito de la Historia de la F¨ªsica cuyo impacto sea comparable a esos "cambios sustantivos" que podr¨ªan llegar a derivarse de estas colisiones? De esa manera los legos podr¨ªamos conocer la importancia de este momento hist¨®rico.

Depender¨¢ de lo que se encuentre. Si se encontraran, por ejemplo, part¨ªculas supersim¨¦tricas, creo que ser¨ªa comparable al hallazgo de la primera part¨ªcula de antimateria en los a?os treinta. Si se identificara la materia oscura, quiz¨¢ ser¨ªa comparable al descubrimiento de la expansi¨®n del Universo a finales de los a?os veinte. El Higgs ser¨ªa quiz¨¢ comparable al descubrimiento de los quarks.

15Juan Carlos30/03/2010 06:20:56

Dada las grandes dimensiones del acelerador y la profundidad de su ubicaci¨®n, imagino que tambi¨¦n pueden ser muy grandes los posibles peligros de un experimento de esta naturaleza. ?Es realmente as¨ª o no hay realmente posibles da?os para su entorno inmediato si ocurriera algun fallo? Muchas gracias

No creo que pueda producirse ning¨²n fallo que afecte al entorno. Ya hubo un grave fallo a finales de que requiri¨® desmontar y reparar una parte importante del anillo del acelerador, con da?os importantes a su estructura pero sin ninguna repercusi¨®n exterior.

16Dogway30/03/2010 06:24:45

?Qu¨¦ se sabe del graviton? ?Podr¨¢n las colisiones probar su existencia?

No hay ninguna posibilidad de detecci¨®n directa del gravit¨®n en estos experimetos. El gravit¨®n, y su manifestaci¨®n a trav¨¦s de ondas gravitatorias, se estudian en otro tipo de experimentos. Lo que s¨ª puede ocurrir es que se produzca alg¨²n hallazgo que ayude a entender c¨®mo se pueden unificar la gravitaci¨®n y la mec¨¢nica cu¨¢ntica, es decir alguna pista de lo que puede ser una gravitaci¨®n cu¨¢ntica y eso tendr¨ªa consecuencias te¨®ricas importantes sobre la naturaleza de la gravitaci¨®n y, por tanto, del gravit¨®n.

17Momo Catarelli30/03/2010 06:27:57

Lo que se espera, en primer lugar, es el descubrimiento de la part¨ªcula de Higgs y sus propiedades, algo necesario para "cerrar" la teor¨ªa est¨¢ndar y comprender el origen de la masa de las part¨ªculas. Tambi¨¦n se espera alguna pista sobre simetr¨ªas, fuerzas o unificaciones superiores, del tipo de las llamadas part¨ªculas supersim¨¦tricas, si es que existen, o, si hay suerte, alguna idea de la naturaleza de la materia oscura, que supone un cuarto de toda la materia-energ¨ªa presente en el Universo (la materia ordinaria, de la que estamos hechos nosotros, los planetas o las estrellas, supone s¨®lo un %)

18Pablo30/03/2010 06:31:01

?Cu¨¢les son los l¨ªmites de esta investigaci¨®n? ?Existe una cartograf¨ªa de los principales objetivos que debe cumplir el experimento? Imagino que los recursos son escasos y que es necesario tener resultados para darse por satisfecho.

Como en todo experimento de frontera, hay cosas previsibles en alg¨²n grado (aunque nunca hay seguridad, de ah¨ª la necesidad de experimentar) como la part¨ªcula de Higgs, otros posibles resultados m¨¢s especulativos, como la supersimetr¨ªa o la naturaleza de la materia oscura, y, lo que resulta siempre m¨¢s excitante, la posibilidad de que aparezcan cosas por completo inesperadas que sirvan para dar un nuevo giro a nuestras ideas te¨®ricas.

19Linkses30/03/2010 06:32:36

?Hay posibilidades de colaborar con el proyecto? En caso de que s¨ª, ?de qu¨¦ forma?, ?dispon¨¦is de alg¨²n programa de colaboraci¨®n?

No me consta la posibilidad de formas de colaboraci¨®n "abiertas". Todo est¨¢ organizado dentro de la comunidad cient¨ªfica de este campo. De todas formas, creo que podr¨ªa echar un vistazo a la p¨¢gina web del CERN (www.cern.ch)

20?lvaro L¨®pez Meli¨¢n30/03/2010 06:33:57

?La velocidad y energ¨ªa de las particulas aceleradas causa alg¨²n tipo de disturbios en el espacio-tiempo circundante a las mismas?

No se producir¨¢n modificaciones en el espacio tiempo m¨¢s all¨¢ de las creadas por la propia existencia de las part¨ªculas que circulan por el anillo del acelerador.