JaimeG & Co.

Durante los últimos meses de espera antes de la inauguración del acelerador de partículas más grande jamás construido, el LHC o Large Hadron Collider, algunas teorías especulativas que apuntan a la posibilidad de que en su interior se produzcan agujeros negros microscópicos, partículas 'extrañas' (strangelets), burbujas de vacío, monopolos magnéticos o incluso agujeros de gusano, han inspirado las apocalípticas elucubraciones de numerosos charlatanes cuyas opiniones, lamentablemente, gozan de mejor cobertura mediática que las de los verdaderos científicos. Consecuentemente, los temores infundados han empezado a calar en la opinión pública.

Pese a que la preparación de la gigantesca estructura de 27 km del acelerador, finalizó a principios de este año, para que sus imanes superconductores funcionen bien, es preciso enfriarlos hasta temperaturas 'próximas' al cero absoluto; un largo proceso que ha retrasado su puesta en funcionamiento hasta el 10 de septiembre de este año.^†

El LHC cuenta desde 2003 con un detallado informe de seguridad favorable ^[1], en el que se analiza la posibilidad de formación de agujeros negros así como de monopolos magnéticos y strangelets, concluyendo que no existe ningún motivo razonable de preocupación. Sin embargo, recientemente se ha publicado una revisión del mismo ^[2], motivada en parte por el impacto mediático de su inminente puesta en funcionamiento. Las conclusiones son idénticas: tomando en consideración recientes resultados teóricos y experimentales, no existe base para afirmar que el LHC represente ningún riesgo para la integridad de nuestro planeta.

El LHC y los rayos cósmicos

El LHC está pensado para hacer colisionar parejas de protones con una energía de 7 TeV cada uno y parejas de iones pesados (como núcleos de plomo) con una energía de 2.8 TeV por nucleón (i.e. protón o neutrón). A pesar de ser mucho más altas que las energías alcanzadas en otros aceleradores, lo cierto es que aún están muy por debajo de las de los rayos cósmicos más energéticos que inciden sobre nuestro planeta.

En 1962, John Linsley observó en Nuevo México un rayo cósmico con una energía de 10⁸ TeV y desde entonces se han seguido registrando 'impactos' hasta de 3×10⁸ TeV (la energía cinética de una pelota de béisbol reglamentaria lanzada a 100 km/h). Estas energías son cinco órdenes de magnitud (cien mil veces) superiores al máximo que el LHC puede proporcionar.

Además, en [2] se estima que en los últimos mil millones de años, la Tierra ha estado sometida, debido al efecto de los rayos cósmicos, a un millón de LHC's y que en todo el Universo se ejecutan 10¹³ experimentos del tipo LHC por segundo. Así las cosas, parece claro que las afirmaciones de que el nuevo acelerador pueda representar un peligro para la Tierra contradicen lo que los astrónomos observan a diario: estrellas, galaxias y otros planetas siguen existiendo a pesar de todo.

Agujeros negros microscópicos

Las especulaciones sobre la producción de agujeros negros en el LHC se refieren a los experimentos de colisión de protones. Algunas teorías sostienen que aunque su formación fuese posible, se disiparían inmediatamente.

Aún si los hipotéticos agujeros microscópicos se formasen y fuesen estables (al margen de las predicciones teóricas), seguirían sin representar ningún riesgo. Cualquier efecto que pueda producirse artificialmente en el LHC, puede de hecho tener lugar de forma natural (y en gran abundancia) por todo Universo, debido a la acción de los rayos cósmicos. Éstos 'agujeros' podrían bien tener carga eléctrica o bien ser neutros.

Si tuviesen carga, interaccionarían con la materia ordinaria y quedarían retenidos en su tránsito a través de la Tierra. Sin embargo, el hecho de que la Tierra sigue aquí, lleva a descartar esta posibilidad.

Así pues, de existir, los agujeros negros microscópicos estables, serían neutros con lo que su interacción con nuestro planeta sería muy débil: pasarían a través de él sin causar daños. En cualquier caso, dado que sus efectos nunca han sido observados en objetos mucho más densos que la Tierra, como las enanas blancas o las estrellas de neutrones, donde quedarían 'atrapados', puede concluirse que es improbable que existan.

Materia 'extraña'

La materia 'normal' está formada por los dos tipos de quark más ligeros: el quark 'arriba' y el quark 'abajo'. Sin embargo, se han observado y producido en el laboratorio partículas constituidas por otros quarks más pesados e inestables como el quark 'extraño', que decaen en escalas de tiempo del orden del nanosegundo.

La materia 'extraña' es un hipotético estado de la materia, en el que sus constituyentes elementales serían un gran número (aproximadamente igual) de quarks arriba, abajo y extraños. Un strangelet es un 'trozo' de este tipo de materia con una masa comparable a la de un núcleo atómico.

Muchos estudios teóricos sobre strangelets concluyen que, de existir, serían inestables y decaerían rápidamente (en escalas del orden del nanosegundo). Sin embargo, también se especula con que algunos de ellos podrían ser estables y combinarse con la materia ordinaria convirtiéndola en materia 'extraña', iniciando así una reacción en cadena.

No es la primera vez que un acelerador de partículas abre un debate sobre los peligros de la materia 'extraña'. El Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), funciona desde el 2000 en EE.UU y cuenta con un informe de seguridad favorable que excluye firmemente la posibilidad de una catástrofe por el estilo basándose en la evidencia experimental y teórica disponible.^[3]

Además, dado que el LHC operará a energías mucho mayores que el RHIC, las altas temperaturas producidas en éste, harán mucho más improbable la formación de strangelets, que siguen sin observarse en el RHIC después de ocho años de experimentos.

Burbujas de vacío

Se ha llegado a plantear la posibilidad de que el Universo no se encuentre en su configuración más estable y que las perturbaciones producidas por el LHC podrían empujarlo hacia una nueva configuración de equilibrio conocida como burbuja de vacío en la que, desgraciadamente, no podríamos existir. Tal posibilidad queda inmediatamente descartada por el hecho de que, al menos el Universo observable, sigue existiendo a pesar del efecto de los rayos cósmicos, que perturban su equilibrio en mayor medida.

Monopolos magnéticos

Un monopolo magnético es una partícula teórica que contendría una única 'carga magnética' (i.e. no tendría un 'polo norte' y un 'polo sur' sino solamente uno de los dos). Se piensa que los monopolos magnéticos podrían hacer decaer a los protones. Aún así, los monopolos predichos por la teoría son demasiado masivos para producirse en el LHC.

Aún admitiendo que existen monopolos magnéticos lo suficientemente ligeros para generarse artificialmente en el LHC, los producidos en la atmósfera terrestre por la acción de los rayos cósmicos serían muy efectivamente atrapados por nuestro planeta, que sigue existiendo pese a todo, lo cual nos lleva de nuevo a descartar esta posible fuente de peligro.

^† Si quieren seguir de cerca el proceso de enfriamiento del LHC, pueden consultar información actualizada en este link. También pueden encontrar abundante información sobre el proyecto en LHC First Beam.

- referencias -

^[1] Study of potentially dangerous events during heavy-ion collisions at the LHC: Report of the LHC Safety Study Group

^[2] Review of the Safety of LHC Collisions

^[3] Review of Speculative "Disaster Scenarios" at RHIC

- posts relacionados -

El Apocalipsis se avecina otra vez
(viernes 4 de abril de 2008)
Large Hadron Collider
(martes 12 de febrero de 2008)
¿Viajes en el tiempo a partir de mayo?
(lunes 11 de febrero de 2008)


¿Qué es esto?