El Gran Colisionador de Hadrones (LHC): Posibles efectos del LHC

SEGURIDAD DEL LHC

El Gran Colisionador de Hadrones puede alcanzar una energía que ningún otro acelerador de partículas ha alcanzado antes, pero la naturaleza produce a diario energías mayores en colisiones de rayos cósmicos. Las dudas acerca de la seguridad de lo que se puede crear en las colisiones de partículas a alta energía han sido tenidas en cuenta durante muchos años. A la luz de nuevos datos experimentales y del conocimiento teórico el grupo de consulta sobre seguridad del LHC (LSAG) ha actualizado el estudio del análisis hecho en 2003 por el grupo de seguridad del LHC, compuesto por científicos independientes.

El grupo LSAG reafirma y extiende las conclusiones del estudio de 2003 afirmando que las colisiones del LHC no representan peligro alguno y que no hay razones para preocuparse. Todo lo que el LHC pueda hacer lo ha hecho ya la naturaleza muchas veces a lo largo de la vida media de la Tierra y de otros cuerpos celestes. El estudio preparado por el grupo LSAG ha sido revisado y aprobado por el comité de política científica del CERN, grupo de científicos externos que aconseja al órgano de gobierno del CERN, el Consejo del CERN.

A continuación se resumen los argumentos principales que se exponen en el estudio realizado por el grupo LSAG. Para más detalles este informe se puede consultar directamente así como los artículos científicos a los que se refiere

Rayos cósmicos

El LHC, como otros aceleradores de partículas, recrea el fenómeno natural de los rayos cósmicos en condiciones de laboratorio controladas, lo que permite ser estudiados en más detalle. Los rayos cósmicos son partículas producidas en el espacio sideral, siendo la energía de algunas de ellas mucho mayores que las que se producirán en el LHC. La energía y la frecuencia a la que llegan a la atmósfera de la Tierra se han medido en experimentos durante más de 70 años. Durante miles de millones de años la naturaleza ha generado sobre la Tierra tantas colisiones como un millón de experimentos equivalentes al LHC, y el planeta Tierra todavía existe.

Agujeros negros microscópicos

La naturaleza forma agujeros negros cuando algunas estrellas, mucho mayores que el sol, colapsan sobre sí mismas al final de su vida. Concentran una gran cantidad de materia en un espacio muy pequeño. Las especulaciones sobre los agujeros negros microscópicos en el LHC se refieren a partículas producidas en las colisiones de pares de protones, cada uno de los cuales tiene una energía comparable a la de un mosquito volando. Los agujeros negros astronómicos son objetos mucho más pesados que cualquier cosa que se pudiera producir en el LHC.

De acuerdo con las bien conocidas propiedades de la gravedad, descritas por la teoría de la relatividad de Einstein es imposible que agujeros negros microscópicos se puedan producir en el LHC. Existen, sin embargo, algunas teorías especulativas que predicen la producción de dichas partículas en el LHC. Estas teorías predicen que tales partículas se desintegrarían inmediatamente. Por lo tanto los agujeros negros no tendrían tiempo de absorber materia suficiente como para causar efectos macroscópicos.

Strangelets

Strangelet es el término con el que se denomina a un hipotético trozo microscópico de “materia extraña” que contiene el mismo número de partículas, quarks, de tipo up, down y strange. De acuerdo con los estudios teóricos más recientes los strangelets se transformarían en materia ordinaria en una milésima parte de un millonésima parte de un segundo. Pero ¿podrían los strangelets fusionarse con la materia ordinaria y cambiarla por “materia extraña”?.

La primera vez que se planteó esta cuestión fue en el año 2000

cuando comenzó a funcionar el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en Estados Unidos. Un estudio de esa época demostró que no existían razones para preocuparse, y el acelerador RHIC ha funcionado durante ocho años buscando strangelets sin haberlos encontrado. Durante algunos periodos el LHC funcionará con haces de núcleos pesados, como el RHIC. Los haces del LHC tendrán una energía mayor que el RHIC, lo que hace todavía menos probable que pudieran formarse strangelets. Es difícil que la “materia extraña” pueda agruparse en las altas temperaturas producidas en dichos colisionadores, de la misma forma que el hielo no se forma en agua caliente.

Burbujas de vacío

Existen especulaciones sobre que el universo no se encuentra en su configuración más estable, y que las perturbaciones causadas por el LHC podrían llevarlo a un estado más estable, llamado burbuja de vacío, en el que no podríamos existir. Si el LHC pudiera hacer esto, también podrían hacerlo las colisiones de rayos cósmicos. Puesto que las burbujas de vacío no se han producido nunca en el universo visible, no se podrán producir en el LHC.

Monopolos magnéticos

Los monopolos magnéticos son partículas hipotéticas con una única carga magnética, bien un polo norte o un polo sur. Predicen que dichos monopolos serían demasiados pesados como para que se pudieran producir en el LHC. Por otra parte, si los monopolos magnéticos fueran lo suficientemente ligeros como para producirse en el LHC, los rayos cósmicos que golpean la atmósfera de la Tierra los hubieran producido ya, y la Tierra los habría parado y atrapado. El hecho de que la Tierra y otros cuerpos celestes sigan existiendo elimina la posibilidad de que los peligrosos monopolos magnéticos que se comerían a los protones fueran lo suficientemente ligeros como para producirlos en el LHC.