Màquina de trencar treballant
La notícia recent és que el gegant accelerador LHC ha iniciat un programa científic. De fet, va ser inaugurada en la primavera de 2008, però es va produir una greu avaria que va obligar els físics a suspendre el treball fins a la reparació de la màquina gegant. Es va posar en marxa de nou al novembre de 2009 i en la primavera de 2010 s'han iniciat els experiments científics.
Què faran? Per a què serveix aquest accelerador gegant? Perquè hi ha dos tipus de resposta. Una és una resposta molt prosa: que serveix per a investigar l'origen de l'univers, etc., per exemple, què va passar en els següents moments del Big bang. Però l'altra resposta és més clara per a qui vol saber què fa la màquina: és una gran màquina de trencar objectes.
Els objectes que trenca no són objectes que veiem i utilitzem en la nostra vida quotidiana, sinó que formen els seus àtoms. En l'accelerador, agafen velocitat i fan xocar les partícules. La labor dels físics consisteix a identificar els fragments que es generen en els xocs per a obtenir informació sobre la matèria.
Per què es necessita una gran màquina per a fer-ho? Perquè es necessita molta energia per a provocar aquests impactes. S'entén per què amb exemples de la vida quotidiana. Imagina que volem saber de què està fet un aparell de ràdio.
Per a aconseguir-ho és possible trencar l'aparell per a distribuir-lo en peces. Llançat contra la terra, per exemple. Apareixeran diversos cables, circuits, altaveu, etc. Aquests són els ingredients. Però es pot avançar. De què està fet, per exemple, l'altaveu? Per a saber-ho, com en el cas anterior, una opció és trencar aquesta peça. No obstant això, és necessari un nou sistema de trencament. Si en l'experiment anterior no s'ha trencat, tornant a tirar contra el sòl no es trenca. Ara es necessita més energia. Si toquem amb un martell, per exemple, tindrem a la vista els components de l'altaveu. Es repartiran imants, una membrana de fil, etc. Però es pot avançar de nou. De què està fet l'imant? Perquè el mateix: cal trencar amb més energia.
Contra les forces
Això és el que fan els físics per a investigar els components bàsics de la matèria. Per a investigar els àtoms, aquests es trenquen amb una energia cada vegada major i analitzen els fragments que es generen.
De fet, per a trencar un àtom no es necessita molta energia. Per a alliberar els electrons de la influència de l'àtom, que és una manera de trencar l'àtom, només es necessita una petita força elèctrica, que a vegades es produeix amb la mera presència d'altres àtoms al seu voltant. Segons l'àtom, alliberar electrons és un procés que requereix major energia, però encara ens referim a mesures que poden ser creades per un aparell domèstic, com l'energia que fa el tub catòdic d'una antiga televisió.
No obstant això, l'energia necessària per a trencar el propi nucli de l'àtom és molt gran. En les primeres bombes atòmiques, per a trencar els nuclis d'urani o plutoni, s'utilitzava l'explosiu RDX (en les centrals nuclears els nuclis d'urani són bombardejats amb neutrons per a poder trencar).
Seguint un pas endavant, per a saber de què estan formades les partícules que componen el nucli, entrem en un camp de nivells energètics molt elevats. Els físics de la dècada de 1960 van afirmar que els neutrons i els protons estan constituïts per quarks. Per a afirmar que això és així, els nuclis dels àtoms havien de trencar-se amb una energia molt alta.
León M. Ho va aconseguir el físic Lederman en 1977, utilitzant un accelerador del laboratori Fermilab. Lederman va guanyar el Premi Nobel, no per això, sinó per la recerca amb neutrins. Però usant un accelerador, va detectar un b quark.
La pregunta és: encara es pot avançar? Es poden trencar les quarkas per a veure de què estan formades? La resposta és "no". L'accelerador LHC és la màquina que en aquest moment produeix els impactes de major energia. I, per dir-ho d'alguna manera, aporta energia suficient per a alliberar quarkas, però no per a trencar. I malgrat fer una màquina més "forta" que el LHC, no es pot aconseguir el nivell d'energia que trencaria el quarks. Aquesta energia es veu incrementada per diversos ordres de magnitud. No és possible sense més.
Una altra cosa és que els trossos que es generen en aquests xocs no són permanents, es desfan. Un neutró lliure dura només 15 minuts abans de la seva desintegració. En desintegrar-se dóna un protó, un electró i un neutrí; si els físics detecten aquestes tres partícules entre els fragments, poden concloure que s'ha produït un neutró. Els quarks duren molt menys (entre 10 i 25 segons aproximadament). I si poguéssim alliberar els components dels quarks, durarien molt menys temps, i els seus productes desintegrats també es dissoldrien molt ràpid.
Per això, en certa manera, hem tocat a dalt amb l'accelerador LHC. Es pot millorar i, per descomptat, queden molts experiments a nivell d'energia que dóna. També es pot fer un altre accelerador més gran, però els físics saben que per aquest camí no podran obtenir partícules menors que el quarka. Som a la frontera.
Zu idazle
Zientzia aldizkaria
