El futuro del universo bajo tierra: El mega colisionador que podría redefinir la física

Por años, científicos de todo el mundo han estado soñando con avanzar más allá del modelo estándar de física. Ahora, ese sueño podría acercarse a la realidad gracias a un proyecto colosal liderado por el CERN: el Future Circular Collider (FCC). Este acelerador de partículas planeado será cuatro veces más largo que el famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC), y su objetivo es tan gigantesco como su tamaño: responder las preguntas fundamentales del universo que aún siguen sin respuesta.

¿Qué es el FCC y por qué es importante?

El Future Circular Collider (FCC) es un proyecto diseñado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) para reemplazar en el futuro al actual Gran Colisionador de Hadrones. El LHC, operativo desde 2008, tiene un circuito circular de 27 kilómetros. En cambio, el nuevo FCC alcanzaría una circunferencia de 91 kilómetros, extendiéndose bajo suelo franco-suizo e incluso bajo el mismísimo Lago Léman (Lago de Ginebra).

Con un costo estimado de 14.000 millones de francos suizos (alrededor de 16.000 millones de dólares), el FCC busca ir más allá del descubrimiento del bosón de Higgs, realizado en 2012, para explorar nuevos territorios todavía inexplorados dentro de la física de partículas.

¿Por qué necesitamos un nuevo colisionador?

La física moderna ha logrado avances impresionantes explicando el universo utilizando el llamado modelo estándar, que describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Sin embargo, existen preguntas clave que aún no pueden responderse:

• ¿Qué es la materia oscura, que forma el 27% del universo?
• ¿Por qué existe más materia que antimateria?
• ¿Cómo se integran la gravedad y la mecánica cuántica?

El bosón de Higgs proporcionó una pieza fundamental del rompecabezas, demostrando cómo las partículas adquieren masa. Pero existen múltiples razones para pensar que más allá de él, hay fenómenos y partículas por descubrir. Arnaud Marsollier, portavoz del CERN, lo resume así: “Con más energía, podemos crear partículas más pesadas. Queremos observar aspectos del universo que hoy nos resultan invisibles.”

Un diseño monumental bajo tierra

El túnel propuesto tendría un diámetro de cerca de 5 metros y se situaría a una profundidad promedio de 200 metros. Sería capaz de albergar sucesivos experimentos a lo largo de décadas, comenzando alrededor del año 2045, siempre y cuando el proyecto sea aprobado por los 23 países miembros del CERN en el 2028 (Israel es el único no europeo).

Durante los últimos diez años, los científicos evaluaron más de 100 configuraciones teóricas para finalmente llegar a esta propuesta. Desde la perspectiva medioambiental y geológica, se busca minimizar el impacto al entorno.

Más allá de la física: Innovación tecnológica

Uno de los aspectos más revolucionarios del FCC no será solamente lo que aprenda la humanidad sobre el universo, sino lo que se pueda aplicar a la vida diaria mediante avances tecnológicos derivados:

• Criogenia: Nuevas técnicas de enfriamiento extremo para instalaciones industriales y médicas.
• Imanes superconductores: Revolución en la eficiencia energética y el transporte magnético.
• Tecnología de vacío: Aplicaciones en nanotecnología, electrónica y medicina.

Todos estos avances se desarrollan a la sombra del propósito científico, como en el pasado sucedió con internet, inventado en el CERN en 1989.

Más precisión para observar el bosón de Higgs

“El actual colisionador nos ha dado una imagen borrosa del bosón de Higgs”, explicó Marsollier. “Necesitamos precisión extrema para comprender realmente su comportamiento y si puede ser, como algunos creen, una ventana hacia nuevos campos como la energía oscura.”

El Future Circular Collider operaría inicialmente como un colisionador de electrones y positrones en su Fase 1, con un enfoque total en el Higgs. Más adelante, podría transformarse en un colisionador de protones de altísima energía que superaría hasta diez veces la potencia actual del LHC.

Críticas y desafíos del proyecto

No todo es entusiasmo en torno al FCC. Algunos científicos cuestionan si vale la pena realizar tal inversión en un momento de prioridades globales tan apremiantes como el cambio climático, la salud pública o la pobreza.

Dave Toback, profesor de física en la Texas A&M University, advierte: “Este conjunto de reportes representa un gran hito, pero sólo tras extensos estudios e implicación política sabremos si puede materializarse.”

Ciertamente, en medio de una era de incertidumbre económica, social y geopolítica, muchas decisiones importantes se verán sometidas al escrutinio público y político.

Un legado científico que trasciende generaciones

Volver a empujar los límites del conocimiento humano ha sido un motor de progreso para la humanidad desde hace siglos. Desde Galileo hasta Higgs, cada generación ha tenido sus exploradores del universo.

En palabras del CERN, “el objetivo último no es sólo entender el universo, sino preparar las herramientas para futuras generaciones de científicos.” Y si algo ha quedado claro en los últimos 100 años de física, desde la irrupción de la mecánica cuántica hasta la aparición de la relatividad general, es que cada nuevo experimento abre puertas impensables.

Quizás el colisionador sea el nuevo telescopio del siglo XXI, no para mirar al cielo, sino para escudriñar las profundidades del tejido mismo que conforma la realidad.

Próximos pasos

El estudio entregado esta semana será evaluado por comisiones científicas independientes que revisarán tanto las implicancias técnicas como económicas. Después, los países que forman parte del CERN tomarán la decisión crucial en 2028.

Mientras tanto, el mundo científico y los fanáticos del conocimiento profundo seguirán atentos a este esfuerzo que podría cambiar para siempre nuestra visión del cosmos.

No se trata solo de una máquina gigantesca, se trata de una hazaña colectiva para expandir las fronteras de lo que es posible saber. El universo no parece tener límites. Tal vez, nuestra curiosidad tampoco.