viernes, 22 de mayo de 2015

El récord energético del LHC


El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN en Ginebra lo ha vuelto a hacer. Tras el descubrimiento del bosón de Higgs en el 2012 (usando energías de 8 TeV), ayer 21 de Mayo, ha logrado otro hito para la humanidad: produjo choques de haces de hadrones que alcanzaron una energía de 13 TeV, muy cerca de los 14 que fija el límite de su diseño.

Estos 13 TeV constituyen un nuevo récord histórico, ya que suponen la mayor energía experimental alcanzada por el ser humano hasta la fecha. La comunidad científica espera con emoción que, gracias a este nivel de energía alcanzado, aparezcan desde ahora hasta el 2018 (fecha estimada del fin de esta segunda etapa de estudio en el LHC), nuevos y desconocidos fenómenos que den las pistas necesarias que apoyen un avance firme para una física atorada desde hace décadas.

¿Qué suponen esos 13 TeV?

Sin entrar en mucho detalle, decir que el electronvoltio (eV), es una medida de energía que representa el cambio energético que experimenta un electrón al pasar de un punto de potencial Vi a otro punto de potencial Vf, cuando Vf - Vi = 1V (1 Voltio). Esta energía equivale a 1,602176462 × 10^-19 J (Julios).

Por otro lado: 1 TeV = 10^3 GeV = 10^12 eV

Es decir, que 13 Tev = 13x10^12 eV, que es lo mismo que 13.000.000.000.000 eV = 2,082×10^-6 Julios = 0,0000002082 Julios (para poner en perspectiva, decir que una bombilla de 60W consume 60 Julios por segundo).

Para lograr esos haces de hadrones capaces de producir 0,0000002082 Julios al colisionar, el funcionamiento diario  del LHC exige cada año la bonita cifra de 800.000 megawatios hora (MWh), lo que a precios de la electricidad en Suiza supone un coste anual de 19 millones de euros. Este consumo supone el mismo consumo de una ciudad pequeña (aproximadamente el 10 % de lo que consume la ciudad de Ginebra).

Si te preguntas por qué invertir 800.000 megawatios para producir 0,0000002082 Julios, indicar a grosso modo, que a partir de la ley de la conservación de la energía, y del hecho de que la energía se puede convertir en masa, que con esos 0,0000002082 Julios, se pueden crear partículas muy masivas que con energías menores sería estadísticamente inviable (el bosón de Higgs, por ejemplo, es una partícula tan masiva, que hasta que no se logró los 8 TeV no pudo ser recreada en el laboratorio con una probabilidad viable).

El futuro de la física está en juego.

Si ningún nuevo fenómeno (sea del tipo que sea) fuese hallado en esta segunda etapa de estudio experimental en el CERN (que hemos visto que durará hasta el 2018), eso supondría un importante mazazo (¿definitivo?) para el avance científico en física. Y es que, de no encontrarse nada imprevisto en estos choques a 13 TeV (casi la máxima energía asequible en el LHC), la enorme financiación necesaria para construir un nuevo acelerador de partículas con mayor capacidad energética sería casi imposible de lograr.

El coste estimado del proyecto del CERN en su conjunto es de 6500 millones de euros. El desglose es el siguiente:


El gasto que un proyecto capaz de superar los 14 TeV (límite teórico para LHC según su diseño), sería aún mucho mayor. Y es que, para que otro astronómico presupuesto del tipo del LHC sea aceptado (en realidad sería un presupuesto mucho mayor en recursos y también en tiempo), es necesario que en el CERN descubra algo insólito, algo que suponga un indicio de que un nuevo acelerador más potente arrojaría con cierta probabilidad algún tipo de resultado. Porque si el LHC no encuentra nada a 13 TeV, quedará la duda de si llegar, por ejemplo, a 20 TeV (tras otros miles de millones de euros) servirá para algo.

¿Qué otras cosas se podrían haber hecho con el coste del LHC?

Para comprender para qué dan los 6500 millones de € que ha costado todo este proyecto, veamos la siguiente tabla con el coste de otras estructuras y diseños (precios en francos suizos, euros y dólares):

Transbordador espacial
Endeavour (NASA)
1900 M1300 M1700 M
Telescopio Espacial Hubble
(coste al lanzamiento – NASA/ESA)
1600 M1100 M1500 M
Portaaviones2900 M2000 M2700 M
Puente Oresund(8 km – Entre Suecia y Dinamarca)5700 M4000 M5300 M
Rascacielos Burj Khalifa(828m – Dubai)1600 M1100 M1500 M
Presupuesto Formula1
(por temporada – F1 Magazine 03)
2300 M1600 M2100 M
Equipo grade de Formula1(por temporada – F1 Magazine 03)535 M375 M500 M

En esta tabla podemos observar un hecho muy anecdótico: el extraño modo en que el ser humano prioriza el modo en que gasta los recursos naturales. Por ejemplo, la FAO, la organización de las Naciones Unidas para la agricultura y la alimentación, calcula que con el coste que supuso el LHC, junto con el coste de un par de portaaviones y otros tantos rascacielos, se podría haber erradicado literalmente el hambre en el mundo...pero sin embargo se prefieren hacer este tipo de construcciones y eventos antes que salvar la vida de millones de personas (¿?). Los juegos olímpicos de Pekin, por ejemplo, se estima que supuso un gasto de 44.000 millones de euros, y en el mundo se produce un gasto militar anual por una cantidad similar. Como poco, es algo que da que pensar.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada