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Investigadores del CERN operan el Gran Colisionador de Hadrones en la búsqueda de materia oscura

Hace diez años, un equipo que dirigía el colisionador de partículas más grande del mundo hizo historia al descubrir el bosón de Higgs, un descubrimiento clave para comprender la formación del universo, lo que le valió el apodo de «la partícula de Dios».

Después de más de tres años de pausa para actualizaciones, el acelerador, operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear, o CERN, está recopilando datos nuevamente. Esta vez es el momento de demostrar la existencia de otra sustancia misteriosa: la materia oscura.

Aunque los científicos creen en gran medida que la materia oscura es real, ninguno de ellos ha podido verla o inventarla. La recopilación de datos y las actualizaciones de energía realizadas en el triturador de partículas, llamado Gran Colisionador de Hadrones, podrían brindar a los investigadores una de sus mejores oportunidades para visualizar y comprender la materia.

«Si podemos descubrir las propiedades de la materia oscura, aprenderemos de qué está hecha nuestra galaxia», dijo Joshua Ruderman, profesor asociado de física en la Universidad de Nueva York. «Será transformador».

La búsqueda de los científicos del bosón de Higgs da como resultado una nueva partícula subatómica

La materia oscura ha fascinado a los físicos durante décadas. Se cree ampliamente que constituye una parte importante del universo, y saber más sobre él puede proporcionar pistas sobre cómo surgió el universo.

Todas las estrellas, planetas y galaxias del universo representan solo el 5% de la materia del universo, Según los científicos en CERN. Se cree que aproximadamente el 27 por ciento del universo está compuesto de materia oscura que no absorbe, refleja ni emite luz, lo que la hace extremadamente difícil de detectar. Los investigadores dicen que está allí porque han visto su atracción gravitacional sobre los objetos y han visto cómo ayuda a doblar la luz.

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Los investigadores esperan que el Gran Colisionador de Hadrones pueda ayudar. El LHC fue construido durante una década por la Organización Europea para la Investigación Nuclear para ayudar a responder preguntas pendientes en física de partículas. El dispositivo se encuentra aprox. 328 pies bajo tierra En un túnel cerca de la frontera franco-suiza y de la ciudad de Ginebra. Su circunferencia se extiende aproximadamente 17 millas.

Dentro del colisionador, los imanes superconductores se enfrían a casi 456 grados Fahrenheit, más fríos que el espacio, mientras chocan dos haces de partículas cercanas a la velocidad de la luz. Usando sensores y pantallas sofisticados, los científicos están analizando el material de esas colisiones, que replican condiciones similares al Big Bang. Les permite aprender sobre Los primeros momentos del universo.

La máquina comenzó a funcionar en septiembre de 2008, pero se apagó varias veces para realizar mejoras. En los últimos tres años, los ingenieros han actualizado el colisionador para que pueda detectar más datos y operar a velocidades más altas. Ahora, el acelerador puede operar a su nivel de energía más alto hasta ahora, 13,6 billones de electronvoltios, lo que permite a los científicos realizar experimentos más grandes y complejos que podrían generar nuevos conocimientos sobre la física de partículas.

«Eso es un gran aumento», Él dijo Mike Lamont, Director de Aceleradores y Tecnología del CERN. Allanando el camino para nuevos descubrimientos.

El bosón de Higgs y lo que eso significa para la tecnología

En el universo primitivo, las partículas no tenían masa, por lo que los científicos se han preguntado durante mucho tiempo cómo se forman las estrellas, los planetas y la vida adicional. En 1964, los físicos François Englert, Peter Higgs y otros teorizaron que un campo de fuerza da masa a las partículas cuando entran en contacto, pero no pudieron documentar la existencia de la entidad.

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El descubrimiento de la partícula del bosón de Higgs, parte del supuesto campo de fuerza, le valió a Englert y Higgs A. premio nobel de fisica.

Esta partícula ha asombrado a los científicos y al público en general por igual. El CERN y el Colisionador ocupan un lugar destacado en el libro y la adaptación cinematográfica de Dan Brown.Ángeles y demonios. «

Pero ahora los investigadores quieren responder preguntas más inquietantes, especialmente aquellas relacionadas con la materia oscura.

Durante el experimento de cuatro años del Gran Colisionador de Hadrones, los científicos esperan encontrar evidencia de materia oscura. Mientras hacen funcionar el dispositivo, los protones girarán casi a la velocidad de la luz. La esperanza es que cuando colisionen, dijeron los investigadores, creen nuevas partículas que tengan propiedades similares a las de la materia oscura.

También esperan aprender más sobre cómo se comporta el bosón de Higgs. El martes, poco después de que el colisionador comenzara a recopilar datos, los científicos del CERN anunciar Han descubierto tres nuevas partículas «extrañas» que podrían proporcionar pistas sobre cómo se relacionan entre sí las partículas subatómicas.

«Los colisionadores de alta energía siguen siendo el microscopio más poderoso a nuestra disposición para explorar la naturaleza en las escalas más pequeñas y descubrir las leyes fundamentales que gobiernan el universo». Él dijo Gian Giudice, Jefe del Departamento de Teoría del CERN.

En el Gran Colisionador de Hadrones, un adelanto del futuro de la ciencia

La búsqueda del CERN para aprender sobre la materia oscura y explicar los orígenes del universo ha hecho que el CERN espere ansiosamente los resultados del experimento, dijo Ruderman de la Universidad de Nueva York. La investigación lo emociona mucho. «Por eso me levanto por la mañana», dijo.

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Una vez que los datos comiencen a salir del experimento, Ruderman verá si produce nuevas partículas. Incluso si lo hiciera, sería difícil saber de inmediato si se trataba de materia oscura o no.

Primero, deberán evaluar si la partícula en cuestión está emitiendo luz o no. Si es así, esto reduce la posibilidad de que sea materia oscura. En segundo lugar, la partícula debería mostrar signos de existir durante mucho tiempo y no decaer de inmediato, porque la materia oscura, en teoría, debería poder durar miles de millones de años. También esperan que la partícula se comporte de manera similar a las teorías actuales de la materia oscura.

Podría llevar más de cuatro años, dijo Ruderman, hacer el descubrimiento.

Si los científicos del CERN no descubren la materia oscura en los próximos cuatro años, tendrán más promociones en proceso. Es probable que las actualizaciones demoren tres años después del cierre actual, dejando que la cuarta ronda de recopilación de datos y pruebas comience en 2029.

Según lo planeado, el experimento podría capturar 10 veces más datos que los experimentos anteriores, según CERNSitio web para . Pero revelar los secretos del universo no es fácil.

“Esto es difícil y algo que puede llevar toda una vida de exploración”, dijo Rodman.

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