Gran Colisionador de Hadrones, la máquina que alcanza la mayor velocidad en el lugar más vacío del sistema solar

Bajo tierra, con una circunferencia de 27 kilómetros, compuesto de imanes y a una temperatura de -271,3 grados centígrados, se expande el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Así se denomina al acelerador de partículas más grande y potente del mundo, máquina de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) que funciona desde 2008 en la frontera entre Francia y Suiza.

Además de ser considerado el acelerador más poderoso, el LHC es apreciado como el refrigerador más grande del mundo debido a las temperaturas ultrabajas que necesita para su correcto funcionamiento. Así también, según la CERN, es el mayor sistema vacío operativo del mundo; de hecho, de acuerdo a un artículo de National Geographic, es estimado como el lugar más inhóspito de todo el sistema solar. ¿Por qué esta máquina guarda características tan impresionantes?

LHC, el Gran Colisionador de Hadrones

El Gran Colisionador de Hadrones es considerado una maravilla de la ingeniería y la física, diseñado para expandir los conocimientos acerca de las partículas fundamentales y las fuerzas que rigen el universo, a partir de la recreación de condiciones similares a las del Big Bang.

La enorme máquina ha sido fundamental en importantes descubrimientos, como el bosón de Higgs —una partícula elemental que explica el origen de la masa de otras partículas—, lo que ayuda a expandir la comprensión de los elementos que estructuran el universo.

Además, LHC tiene aplicaciones prácticas en campos como la medicina, donde tecnologías derivadas de su investigación lograron avances en el tratamiento del cáncer y la imagenología médica (técnicas para obtener imágenes del cuerpo humano con fines clínicos).

 Reemplazo de uno de los imanes dipolo del LHC. Foto: Maximilien Brice/CERN

Reemplazo de uno de los imanes dipolo del LHC. Foto: Maximilien Brice/CERN

¿Cómo funciona LHC?

Mediante el anillo subterráneo de 27 kilómetros, el LHC utiliza potentes imanes superconductores para dirigir haces de protones hacia colisiones energéticas. Este proceso se lleva a cabo en un entorno de vacío extremo —comparable con el vacío espacial—, lo que asegura mínimas interferencias extremas.

Cabe mencionar que los imanes del LHC generan campos magnéticos hasta 100.000 veces más potentes que el campo magnético terrestre e interviene una velocidad equiparable al 99,99999991% de la velocidad de la luz, por lo que representa la velocidad más alta generada en el mundo.

Una vez que los protones colisionan, se fragmentan en partículas más pequeñas que permiten a los científicos observarlas y estudiar aspectos del universo que de otra forma serían inaccesibles.

Un vacío ultraalto

“Con un total de 104 kilómetros de tuberías al vacío, el sistema de vacío del LHC se encuentra entre los más grandes del mundo”, se indica en el sitio web de la Organización Europea para la Investigación Nuclear. “Se necesita un vacío ultraalto para las tuberías por las que viajan los haces de partículas”, se precisa.

El vacío previene las colisiones no deseadas de partículas aceleradas con moléculas de gas, lo cual asegura que puedan alcanzar velocidades cercanas a las de la luz sin interferencia. Gracias al vacío, el LHC funciona de manera eficiente y maximiza las probabilidades de colisiones útiles entre partículas subatómicas.

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