Los científicos del CERN, el mayor laboratorio de física de partículas del mundo, han anunciado esta semana lo que son los indicios del descubrimiento de una nueva partícula jamás observada hasta el momento, llamada pentaquark.  Esta nueva partícula tiene la peculiaridad de que está compuesta por cinco quarks a diferencia de las partículas de materia ordinaria como protones y neutrones que están compuestas tan sólo por tres.

El descubrimiento se ha realizado concretamente en el proyecto LHCb, uno de los cuatro grandes experimentos que se encuentran en el LHC, el gran acelerador de partículas de 27 kilómetros situado en la frontera francosuiza cerca de Ginebra, que realiza colisiones entre protones a altas energías.

“No es solamente una nueva partícula” declara el portavoz del experimento LHCb Guy Willkinson. “El pentaquark también representa una manera de agrupar quarks que nunca antes habíamos observado después de más de 50 años de búsqueda”.

Los quarks son uno de los componentes fundamentales de la materia. Los encontramos en el núcleo de los átomos formando tríos en los protones y en los neutrones. En total se conocen seis tipos diferentes de quarks que combinándolos entre sí dan lugar a un auténtico zoo de partículas.

Según el Modelo Estándar, la teoría que explica gran parte de lo que sabemos hoy sobre física de partículas, establece que los quarks se pueden agrupar de dos en dos, formando una pareja quark-antiquark llamándola mesón, o en tres formando lo que se conoce como barión y dando lugar a los conocidos protones y neutrones.

Este modelo de quark propuesto en los años cincuenta por el premio Nobel de física Murray Gell-Mann, no descarta la existencia de partículas que no sigan este esquema. A estas se las conoce como hadrones exóticos y, de hecho, en 2012 ya se anunció el descubrimiento de una nueva partícula compuesta por cuatro quarks.

Después de analizar más de 26.000 posibles candidatos a pentaquark, se ha observado una señal que destaca claramente sobre el ruido estadístico de que algo desconocido hasta ahora había aparecido. Estos resultados se han publicado en la base de datos de libre acceso Arxiv mientras pasan el proceso de revisión por pares para ser publicado en Physical Review Letters. 

Pese a que el LHC se ha puesto en marcha de nuevo recientemente, los datos con los que se ha observado esta nueva partícula corresponden a los obtenidos durante el primer periodo entre 2010 y 2012. Durante los próximos tres años, los nuevos datos aportarán más información sobre si es en realidad una partícula con cinco quarks o en realidad son dos partículas compuestas por dos y tres quarks ligadas entre ellas. El estudio de sus propiedades arrojará luz sobre cómo se forman otras partículas como los protones y neutrones.

El LHC, el Gran Colisionador de Hadrones que se encuentra en el CERN, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, en la frontera francosuiza cerca de Ginebra, está a punto de ponerse en marcha de nuevo.

Después de más de dos años de parón, el 23 de marzo los protones volverán a recorrer unas 11.000 veces por segundo los 27 kilómetros que forman el anillo a velocidades cercanas a la de la luz. Durante estos dos años, cientos de ingenieros y técnicos han realizado importantes tareas de mantenimiento de la máquina que aseguran su correcto funcionamiento durante este segundo periodo que se espera que dure hasta 2018.

Descubrimientos del LHC

El 4 de julio de 2012 se anunció el descubrimiento ansiado del bosón de Higgs. Han hecho falta más de cuarenta años para que la predicción teórica llevada a cabo por el físico escocés Peter Higgs, se hiciera realidad (y con ella su premio Nobel). Hemos necesitado aceleradores tan potentes como el LHC para dar con la pieza clave del Modelo Estándar de la física de partículas.

No obstante, el LHC ha llevado a cabo muchos más experimentos que no tienen relación directa con el bosón de Higgs. Se han realizado medidas precisas de fenómenos ya conocidos como las masas del top quark o del ángulo de violación de la simetría CP. A su vez, en el experimento LHCb, uno de los cuatro experimentos que se encuentran en el LHC, se han descubierto nuevas resonancias, es decir, nuevas configuraciones que dan lugar a nuevos tipos de partículas jamás observadas hasta el momento. Es mucho todavía lo que nos queda por descubrir en los próximos años. Citando a Martí i Pol: “Tot està per fer i tot és possible”, (todo está por hacer y todo es posible). 

La supersimetría y el origen de la materia oscura

El bosón de Higgs ha levantado mucha expectación desde entonces, así como lo ha hecho el propio LHC. Todos tenemos los ojos puestos en este segundo periodo donde quedan muchas cosas por descubrir. El incremento de energía nos va a permitir generar una cantidad todavía más grande de bosones de Higgs, de manera que vamos a poder incrementar la precisión de nuestros experimentos y así desvelar el el origen concreto del Higgs. Como dice la expresión británica, “el demonio está en los detalles”.

Otro de los grandes misterios por resolver es la existencia de supersimetría. La supersimetría es una teoría que complementaría el actual Modelo Estándar de la física de partículas y que explicaría algunas de las cuestiones que todavía quedan por explicar. Dicha teoría dice que por cada partícula que hoy conocemos existe una correspondiente partícula supersimétrica.

Si se confirmase, la supersimetría podría desvelar cuál es el origen de la materia oscura que compone alrededor del 23% de todo lo que hay contenido en el Universo. También permitiría solucionar algunos problemas asociados con el bosón de Higgs y que hoy siguen siendo un misterio.

¿Por qué el Universo está hecho de materia y no de antimateria? Esa es la pregunta que intentan responder los científicos de algunos de los experimentos que tienen lugar en el CERN. Creemos que el Universo se debería haber creado con la misma cantidad de materia que de antimateria.

No obstante, la parte que observamos del Universo está en su totalidad compuesta por materia ordinaria. ¿Qué ha pasado con la antimateria proveniente del Big Bang? Creemos que en realidad inicialmente hubo una pequeña descompensación y que por cada mil millones de partículas de antimateria, se crearon mil millones y una partículas de materia. Toda materia se aniquiló con la antimateria menos esas partículas que son las que forman hoy nuestro Universo.

El aumento de energía en el LHC dará lugar a una mayor producción de partículas de antimateria que aportarán una información valiosísima para intentar dar respuesta a esta cuestión.

Más allá de la cuarta dimensión

Si entramos en terrenos que hasta hoy han sido propiedad de la ciencia ficción, encontramos investigaciones sobre dimensiones adicionales. Nuestro universo podría estar compuesto por más dimensiones además de las tres a las que estamos acostumbrados. Dimensiones extra a las cuales no tenemos acceso, pero la gravedad por ejemplo, sí podría tenerlo. Estas dimensiones extra podrían detectarse como resultado de la detección de nuevas partículas que solamente tendría sentido considerar si existen nuevas dimensiones por las cuales pueden moverse. Si ese fuese el caso, podríamos llegar a entender por qué la gravedad es una fuerza tan débil comparada con el resto de fuerzas de la naturaleza.

En los primeros instantes del Universo, justo después del Big Bang, el estado de la materia no era exactamente como el que conocemos hoy en día. Toda la materia formaba una sopa cósmica que hoy conocemos como plasma de quarks y gluones, los componentes de los protones y neutrones. Para recrear esa sopa se hacen colisionar núcleos de plomo. A mayor es la energía de la colisión, más cerca del momento cero podemos observar.

Más colisiones, más partículas, más información

Para llevar a cabo este nuevo conjunto de experimentos, la energía a la cual van a circular los protones en el LHC se va a incrementar considerablemente, pasando de los 4 teraelectronvoltios (TeV) a los 6.5 TeV. Esto nos permitirá explorar regiones nunca vistas y nos da la oportunidad de analizar un poco más de cerca los instantes posteriores al Big Bang. Este incremento de energía ha requerido más de dos años de parón técnico en los que se han llevado tareas de mantenimiento y sustitución de algunas de las partes fundamentales del acelerador.

Entre otras muchas tareas, se han substituido 18 de los 1232 imanes superconductores que componen el anillo y que permiten curvar los protones en su trayectoria circular. Se han revisado todas y cada una de las interconexiones entre estos imanes y se han instalado sistemas de seguridad que previenen de incidentes como el que ocurrió en 2008 y que retrasó la puesta en marcha del LHC casi dos años más.

Desde el punto de vista operacional, los haces de protones van a ser más pequeños todavía en los puntos de colisión. De esta manera se incrementa el número de colisiones que se producen cuando los dos haces colisionan enviando así mucha más información al detector. A su vez, se va a reducir el tiempo que separa dos paquetes consecutivos de protones, pasando de 50 a 25 nanosegundos (una mil millonésima de segundo).

Al aumentar su energía, los protones emitirán más radiación y los componentes electrónicos del acelerador han de estar preparados para soportar altas dosis. Para ello, se han realizado más de 40.000 pruebas y se han reemplazado muchos de los materiales por otros más resistentes a la radiación.

El aumento de energía también conlleva que las cavidades de radiofrecuencia, que son las encargadas de acelerar el haz mediante campos eléctricos, tengan que funcionar a un voltaje más alto.

Otro de los sistemas que se han revisado ha sido el sistema de vacío. La tubería por la cual circulan los protones debe contener el mínimo número de moléculas de aire para evitar que estas choquen y el haz desintegre rápidamente. Para ello, un potente y complejo sistema de vacío no solamente elimina el aire del interior del LHC si no que se encarga también de eliminar las partículas que el haz va arrancando de las paredes metálicas a su paso. Mantener este alto vacío va a ser uno de los grandes retos de los próximos años.

La nueva era de los exploradores

La ciencia sigue hoy los pasos de los antiguos exploradores. Aventurándonos en lo desconocido y abriéndonos camino en zonas nunca antes contempladas, nos adentrándonos poco a poco en la era del conocimiento.

No sabemos si vamos a encontrar lo que buscamos. Es más, nos encantaría encontrar algo que nunca antes nos habíamos imaginado. La conciencia de nuestra ignorancia es lo que nos hace humanos. Y también lo que nos hace avanzar cada día, como decía Carl Sagan: “el estudio del Universo es un viaje para autodescubrirnos”.

Encender la cafetera. Lo hacemos casi al despertarnos y nos invade esa sensación de no poder afrontar el día sin nuestra dosis matutina de cafeína.

En nuestro organismo todavía circula una gran cantidad de melatonina, la hormona que controla el ciclo circadiano, nos provoca el sueño y que necesita unas 8 horas para ser absorbida. El ritmo frenético al que nos sometemos hace que el dormir tantas horas sea un placer reservado para los fines de semana, y para contrarrestar el efecto de la melatonina, el café nos da ese impulso que necesitamos antes de salir de casa.

Pero el café no es solamente un empuje de energía. Para muchos se ha convertido en una de las bebidas más placenteras y eso no es casual. Para conseguir su sabor, el café es producto de un complejo proceso que va desde la plantación y recolección del grano verde, hasta la preparación y posterior ingesta y metabolización que sufre en nuestro organismo. Veamos cuál es la química que hay detrás de todo ello.

Desde la planta de café

De las 66 especies de plantas de café que hay destacan comercialmente dos: la Coffea arabica, con unas dos terceras partes de la producción mundial, y el café robusta, con un tercio del total.

La variedad robusta produce un café con un cuerpo sustancial y un aroma duro y de tierra. El contenido en cafeína puede llegar a ser relativamente alto, de entre un 2.4 y un 2.8 por ciento del peso. Pese a ser ampliamente distribuido, el robusta no es al café de más alta calidad.

La especie arábica, originalmente de Etiopía, requiere un clima temperado y unos cuidados considerables. El café de esta especie tiene un aroma intenso con reminiscencias de flores, frutas, miel, chocolate, caramelo o pan tostado. La cantidad de cafeína no suele superar el 1.5 por ciento de su peso. Por su calidad superior, el precio de venta es también más elevado que el café robusta.

Ni un solo grano en mal estado

El procesado del café se debe realizar apenas se recolecta para evitar que el grano verde se estropee. El primer paso es secarlos al sol. Inicialmente contienen un 65 % de agua y después del secado se reduce a un 10 ó 12 %.

Una vez que los granos están secos, se extrae la cáscara con una máquina que los deja listos para el empaquetado. Mediante una serie de técnicas basadas en fluorescencia ultravioleta los granos de baja calidad o con imperfecciones son descartados automáticamente. Un solo grano en mal estado puede estropear toda la mezcla.

El tueste: una variedad de reacciones químicas

Una vez seleccionado, el grano pasa a otro de los tramos claves del proceso para conseguir el aroma y sabor tan característicos del café: la torrefacción o tueste. El tueste del café es un proceso pirolítico que incrementa la complejidad química del café.

El aroma del café verde contiene unas 250 variedades diferentes de moléculas volátiles mientras que después del tueste, esta cifra se triplica. La torrefacción elimina los restos de agua que quedan en el grano de café y activa toda una variedad de reacciones entre azúcares, proteínas, lípidos y minerales.

A una temperatura de entre unos 185 y 240 grados centígrados, los azúcares se combinan con los aminoácidos, péptidos y proteínas siguiendo el proceso de caramelización conocido como la reacción de Maillard, el mismo que transforma el rojo de la carne cruda en el marrón sabroso de barbacoa.

El resultado de esta reacción es de color marronoso y con un sabor agridulce compuesto por glicosilamina y melanoidina, que dan lugar al sabor característico del café. A la vez, una gran cantidad de moléculas volátiles emergen creando el característico aroma.

Al calentarlo, la presión dentro de cada grano de café puede alcanzar las 25 atmósferas ya que el dióxido de carbono contenido en su interior intenta escapar. Algunas de los granos pueden llegar incluso a reventar creando un característico “pop” parecido al de las palomitas de maíz. Durante la torrefacción el volumen del grano aumenta en un 50 % mientras que su peso se reduce una quinta parte.

Dependiendo de la temperatura, el tueste puede durar entre 90 segundos y 40 minutos. Un tiempo corto necesita una temperatura elevada dando lugar un sabor más bien amargo debido al polifenol. Torrefacciones más largas se usan con variedades de menor calidad dejando escapar todo el sabor. A más alta la temperatura de tueste, menos gustoso y más amargo será el resultado. Temperaturas bajas, en cambio, no llegan a desencadenar las reacciones que dan lugar al sabor propio del café y el resultado tiende a ser ácido.

La magia de la preparación del café

Ya tenemos el café en la cafetera propiamente molido. Para extraer los componentes hacemos pasar agua caliente a través del polvo de café a una presión de unas 9 atmósferas y una temperatura de entre 92 y 94 grados. Cuando el polvo de café se comprime en la cafetera, las partículas de este polvo se mantienen unidas gracias a una sustancia aceitosa mientras que entre ellas quedan algunos espacios de aire.

Algunos experimentos han demostrado que la presión a la que hay que someter el café triturado ha de ser ligeramente menor que la presión del agua de manera que la mezcla final fluya a un ritmo de un mililitro por segundo. Treinta segundos de percolación (proceso de hacer pasar agua entre las partículas de café) dan como resultado un denso café de unos 30 mililitros, con la correspondiente espuma, por supuesto.

Si el color de la espuma es demasiado claro quiere decir que el café no estaba bien prensado, la temperatura del agua era demasiado baja o el tiempo de extracción demasiado corto. Si el color de la crema es demasiado oscuro y se forma un agujero en el centro, significa que la mezcla estaba sobreprensada y la cantidad de polvo de café en el agua demasiado alta.

La gran ventaja que presenta la última generación de cafeteras a base de cápsulas es que el café siempre sigue el mismo proceso optimizado de antemano.

El resultado final es lo que se conoce como un coloide polifásico, en el cual las moléculas de agua se unen a pequeñas burbujas de aire, minúsculas gotas de aceite y algunos fragmentos sólidos. El carácter coloidal le da cuerpo, viscosidad y una baja tensión superficial. Los componentes aromáticos se van volatilizando lentamente del aceite que los contiene de manera que un buen expreso puede dejar rastro de su sabor incluso 20 minutos después de su ingesta.

Los efectos del café

Una de las consecuencias más notables del café además del placer de su ingesta son los efectos que provoca en el organismo. El primero, y motivo por el que mucha gente “necesita” ese café matutino, es el de despertarnos. Pero un exceso de cafeína nos puede afectar negativamente. Detrás de cada uno de esos efectos hay un sinfín de reacciones químicas implicadas.

Inyección de energía: la melatonina es la hormona que controla el ciclo día/noche también conocido como ciclo circadiano. Es la responsable de que a determinada hora de la noche nos dé sueño. La concentración de esta hormona empieza a reducirse después de unas 8 horas de sueño.

Por lo general dormimos menos de las horas recomendadas así que cuando nos despertamos nuestro organismo no ha tenido tiempo de absorber toda la melatonina. La cafeína suprime la melatonina haciendo así que nos sintamos más despiertos. El problema es que la falta de melatonina puede provocar insomnio, sobre todo si se ha ingerido café pocas horas antes de ir a dormir.

Efectos en el cerebro: La cafeína es una molécula muy parecida a la adenosina, una sustancia que se encuentra en el cerebro y que nos protege reduciendo su actividad nerviosa cuando nos sentimos cansados. Al tener una estructura parecida, la cafeína se insertar en los receptores de adenosina bloqueando así su entrada y dejándonos sin su protección. El resultado: la actividad nerviosa se incrementa y nos mantiene alerta y estimulados. No o obstante, una privación prolongada de la adenosina puede tener efectos muy negativos en el cerebro.

Efectos en el hígado: la cafeína puede romperse en tres moléculas diferentes: la paraxanthina, la theobromina y la theofilina. La paraxanthina mejora el rendimiento atlético enviando grasa a los músculos como fuente de energía. La theobromina incrementa los niveles de oxígeno y nutrientes del cerebro. Finalmente, la theofilina incrementa el ritmo cardiaco, la fuerza de contracción del corazón.

¿Demasiada cafeína?

La cafeína está presente en muchos alimentos y bebidas que ingerimos a lo largo del día. Aparte del café, el té, las bebidas carbonatadas y el chocolate son ejemplos de bebidas cafeinadas.

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Pero, ¿cuál es la cantidad máxima de cafeína diaria recomendada? En los adolescentes unos 200-300 miligramos, unos tres Red Bulls. En adultos es de unos 400 miligramos, el equivalente a 4 tazas de café, aunque depende del metabolismo de cada uno.

Una sobredosis de cafeína tiene un efecto similar a las anfetaminas. Puede provocar nerviosismo, dolor de cabeza y taquicardia. Asimismo, los antibióticos bloquean el procesado de la cafeína y su combinación puede ser peligrosa. La mezcla de cafeína y alcohol también puede tener efectos muy negativos en el organismo.

Café descafeinado con sacarina, por favor

También es posible disfrutar del sabor y aroma del café sin sufrir después los efectos de la cafeína mediante el café descafeinado. ¿Cómo se extrae la cafeína del café?

El método más utilizado emplea cloruro de metileno como disolvente. Los granos de café verde se humedecen para que se vuelvan porosos y se ponen en remojo en el cloruro de metileno hasta que la cafeína se haya disuelto. Se elimina el disolvente con un evaporador y se lava el grano. Finalmente el grano se seca con aire caliente. Los cafés de más alta gama sustituyen el cloruro de metileno por dióxido de carbono.

Otros efectos en la prevención y causa de enfermedades

Pese a que muchas veces se asocia el consumo de café con sus posibles efectos perjudiciales para la salud, algunos estudios revelan que en realidad podría tener efectos que van más allá del empuje energético.

Muchos de estos estudios son preliminares y nunca deberían tomarse ni como remedios ni curas para ciertas enfermedades. Por ejemplo, se ha observado que el café es una de las principales fuentes de fenólicos de la dieta occidental, siendo éstos unos importantes antioxidantes que mantienen a raya ciertos procesos de envejecimiento.

Otros estudios también revelan que los bebedores habituales de café tienen una probabilidad ligeramente más baja de contraer algunos tipos de cáncer, como el cáncer de hígado, cáncer de colon o cáncer de boca.

Un estudio de la universidad de Harvard asegura que el consumo de café no está relacionado directamente con un incremento de la mortalidad. De hecho, el mismo estudio asegura que estas personas tienen en realidad una probabilidad más baja de morir de una enfermedad cardiovascular.

También se sugiere que el café puede proteger de enfermedades como la gota, la caída de los dientes y de los cálculos biliares además de proteger de la diabetes de tipo 2.

Por otro lado, la cafeína podría tener efectos positivos en pacientes con Alzheimer. Administrando cafeína a ratones con esta enfermedad, se observa una disminución de los beta-amiloides, los péptidos que se acumulan y dañan el cerebro durante la enfermedad. En humanos todavía no se ha demostrado que la cafeína provoque tal efecto. Lo que si que se ha observado es una disminución de la pérdida de capacidad cognitiva en hombres de avanzada edad.

Pero por suerte, no hace falta saber nada de química ni de producción de café para poder disfrutar de una buena taza matutina, pero saber lo que los misterios que se esconden detrás hacen del café algo incluso más placentero.

Fotos: Mark Prince, MarkSweep, Noyolcont

En estas fechas se están cumpliendo dos años del descubrimiento más importante que se ha hecho en las últimas décadas en física de partículas. El bosón de Higgs tomó un carácter mediático nada más salir a la luz y han sido muchos los artículos, libros y documentales que se han dedicado a explicar de manera más o menos comprensible el mecanismo que se esconde detrás de él. Gran parte de la publicidad que se ha generado en torno a tan preciada partícula es gracias, precisamente, al lugar donde se descubrió: el CERN.

El CERN y su historia

El CERN es el Laboratorio Europeo de Física de Partículas y el más grande del mundo. Cuenta con más de 3.000 personas en sus filas pero al mismo tiempo establece relaciones de colaboración con más de 10.000 alrededor de todo el mundo. En el CERN no solamente se pueden encontrar físicos. Más bien todo lo contrario. Entre el personal podemos encontrar numerosos ingenieros de todas las especialidades (mecánico, químico, de materiales, electrónico), informáticos, arquitectos, personal de administración y servicios, contabilidad, relaciones públicas y servicio de prensa entre muchos otros.

Se encuentra cerca de Ginebra y la frontera pasa por medio del laboratorio, de manera que podemos estar trabajando en nuestra oficina en Suiza e ir a comer a Francia (ese es mi caso).

El CERN se fundó en 1952 con el apoyo de 12 países europeos, entre los cuales no estaba España. Mientras que la ciencia en Estados Unidos crecía rápidamente gracias al impulso que había proporcionado el desarrollo de la bomba nuclear y a que muchos de los científicos del antiguo continente habían cruzado el Atlántico, Europa por su parte, todavía se encontraba recuperándose de los estragos causados por la Segunda Guerra Mundial.

En un tratado de colaboración sin precedentes, los grandes científicos europeos decidieron que la única manera de poder competir con el avance científico norteamericano era trabajar conjuntamente en la creación del CERN. El primer gran colisionador de partículas fue el Proton Synchrotron (PS) que todavía hoy sigue en funcionamiento. A lo largo de las siguientes décadas, se han ido desarrollando nuevos aceleradores cada vez más potentes que han permitido descubrir nuevas partículas y fenómenos fundamentales de la naturaleza que llevaron a la obtención el 1984 del premio Nobel a Carlo Rubbia por el descubrimiento de los bosones Z y W y a Simon van der Meer por el avance de las técnicas de los aceleradores. Hoy en día, la colaboración se ha extendido a nivel global.

Qué hay que hacer para visitar el CERN

Visitar el CERN es muy sencillo, pero se recomienda planearlo con tiempo para que el viaje sea más barato y, sobretodo, para que la visita sea más completa. La manera más sencilla de reservar una visita es mediante la página web del servicio donde se puede ver la disponibilidad. Es probable que para las fechas que estáis pensando hacer el viaje, ya haya algún grupo que haya concertado visita en alguno de los idiomas que conozcáis. Si no, podéis pedir que os creen un grupo nuevo. Aquí seguramente contará el número de personas que tengáis pensado ir. Cuanta más gente, más fácil será reservar una plaza. Si el inglés o el francés no os suponen un problema, podéis uniros a los numerosos grupos que visitan al CERN a diario en este idioma. Si no habéis podido o no habéis encontrado un hueco en las fechas que os gustaría no os preocupéis, podéis presentaros directamente allí y el servicio de visitas os dará alguna solución. Eso sí, probablemente la solución sea en inglés. No hace falta decir que las visitas son totalmente gratuitas (y los guías no aceptamos propinas).

Cómo llegar

La opción más sencilla para llegar hasta Ginebra desde España es el avión. Dos compañías tienen vuelos directos desde varias ciudades: Swiss e Easyjet. La segunda es más barata que la primera, aunque la primera te regala una chocolatina de chocolate suizo. Reservando el vuelo con tiempo y sin tener en cuenta fechas especiales, el precio de ida y vuelta puede rondar entre los 60 y los 90 euros por persona desde Barcelona por ejemplo.

Una vez en el aeropuerto, se puede coger un taxi, aunque el CERN está muy cerca, así que lo más recomendable es coger un autobús que te lleve a la parada de Blandonnet situada debajo de un puente. Entonces hay que subir las escaleras que van a dar a la parada del tranvía donde hay que coger el número 18 destino CERN. La última parada se encuentra situada entre la recepción principal (edificio 33) a la izquierda (según el movimiento del tranvía) y el globo a la derecha. Tanto si tenéis una visita concertada como si no, hay que dirigirse al edificio 33 y allí se puede encontrar personal dispuesto a ofrecer información.

Qué ver

Pese a que en el CERN se desarrollan estudios de física de partículas, de tecnología de aceleradores e informática entre otros, podemos decir que el propósito principal de la visita al CERN es para saber cómo funciona el LHC y cuáles son las preguntas que los experimentos intentan resolver. Así que el itinerario de las visitas guiadas se centra en aquellos sitios relacionados con le LHC, que son a su vez, casi todos. A continuación introduciré brevemente cada uno de los sitios que se visitan, no desvelando los detalles y explicaciones que seguro que el guía que es lleve por las instalaciones dará.

Introducción por un guía oficial

Los guías oficiales son investigadores del CERN que voluntariamente se ofrecen para guiar a las visitas a lo largo y ancho del CERN. Éstos o éstas pueden ser desde estudiantes de menos de 25 años o gente con más de 40 años de experiencia en el CERN. No hay que subestimar las capacidades ni de unos ni de otros. Él o ella, después de una breve introducción, dará las indicaciones que debéis seguir durante la visita y sobretodo, él es el experto que va a resolver todas las preguntas que aparezcan durante la visita.

La magia del Globo de la Ciencia

El Globo de la Ciencia y la Innovación se ha convertido en el símbolo del CERN después de que el cantón de Ginebra regalase esta estructura de madera por la conmemoración del 50 aniversario desde la creación del centro. Dentro del edificio se puede encontrar un auditorio y una exposición llamada “El universo de partículas” donde el visitante puede encontrar diferentes elementos que rodean el mundo de la física de partículas. Y, cada media hora (cada hora y cuarto en francés y cada hora y tres cuartos en inglés) un vídeo proyectado en las paredes interiores del globo. Todo se encuentra en un ambiente muy especial y atractivo.

La foto de familia

Como en todos los sitios turísticos, en el CERN también existe un lugar donde es típico hacerse la foto. Delante del Globo de la Ciencia y la Innovación se puede encontrar un ejemplar de un módulo criogénico exactamente igual a los que se encuentran en el túnel. Destaca por su color azul típico. Con el globo de fondo, miles de personas han posado para inmortalizar el momento

Un pequeño gran museo: Microcosmos

Justo después de la entrada a la recepción se puede encontrar un pequeño museo donde se exponen algunos de los conceptos básicos que explican algunos de los fenómenos que tienen lugar en los experimentos del CERN, así como muchos elementos desmantelados de antiguos experimentos.

ATLAS visitor center

Uno de los sitios típicos a visitar es el centro de visitantes del experimento ATLAS. Siempre acompañados de un guía, aquí se puede ver en directo el funcionamiento del detector (siempre que se visite cuando el LHC está en marcha) desde la sala de control. Una breve presentación introducirá al visitante los conceptos básicos de funcionamiento y los distintos tipos de partículas que se pueden detectar. Seguido, se pasa al visionado de un vídeo en 3D sobre la construcción de tan inmenso detector.

SM18

El lugar con el nombre en clave, SM18, es quizás el que más agrada a los visitantes que quieren realmente saber cómo funciona el LHC. SM18 es el hangar donde se han comprobado todos y cada uno de los imanes que se han instalado en el túnel a 100 metros bajo tierra y que se encargan de hacer girar las partículas para que éstas formen una trayectoria circular. Aquí se examina que el comportamiento de dichos imanes sea el óptimo bajo las condiciones de bajas temperaturas extremas (-273 grados centígrados) y de alta intensidad y muy alto vacío. El guía que os lleve explicará con detalle qué significa y porqué son necesarias estas condiciones tan extremas.

Por otro lado también se pueden observar las cavidades de aceleración de protones e iones. Para que las partículas que circulan por el LHC adquieran la energía requerida para las colisiones, se les aplica un campo eléctrico que de manera sincronizada las va acelerando a su paso cada vuelta. En la visita se explica también con detalle este mecanismo y se pueden observar modelos reales de los instalados en el LHC.

Computing Center

El CC o Computing Center es el lugar donde los informáticos más alucinan. Toda la información que se genera en el LHC y en sus experimentos pasa por el gran cerebro del CERN: una granja de computadoras conectadas en paralelo que trabajan a destajo día y noche, además de ofrecer otros servicios al resto del mundo. El guía explicará para qué tanto ordenador y el sistema por el cual la información fluye alrededor del globo terráqueo, el GRID. Además se puede disfrutar de un pequeño museo donde se recogen algunas de las herramientas informáticas del pasado y que hoy vemos como prehistóricas pese a que la mayoría de ellas no tienen ni 40 años.

CLIC

Citando a Albert Einstein: “No me gusta pensar en el futuro pues llega muy pronto” y cuando hace 5 años que se puso en marcha el LHC, los físicos e ingenieros del CERN ya están planeando cómo debería ser su sucesor. Una de las opciones con más peso es CLIC: un acelerador en línea recta de unos 50 kilómetros de largo que colisionará electrones y positrones, la antipartícula del electrón. Si queréis saber más sobre el futuro de los aceleradores, os recomiendo que preguntéis al guía sobre el FCC, o Futuro Colisionador Circular de 100 kilómetros de longitud.

LINAC/LEIR

Otro de los grandes atractivos de la visita es el LINAC y el LEIR. La visita al LINAC incluye la visita a la fuente de donde se extraen los protones que luego colisionarán después de recorrer miles de kilómetros. Junto a la fuente se puede observar el LINAC, que es el primer tramo de aceleración de unos 70 metros de largo donde los protones reciben su primer empujón.

Cerca del LINA, y desde una vista desde arriba se encuentra el LEIR, un acelerador con forma de cuadrado que da el primer empujón a los iones de plomo que también se utilizan para producir otro tipo de colisiones durante unas pocas semanas al año.

CAST

CAST es un detector de partículas instalado en el interior de unos de los módulos criogénicos del LHC. Este detector apunta siempre en la dirección del Sol con el propósito de descubrir el impacto de una partícula hasta hoy hipotética llamada axión.

AD

Si se ha tenido la suerte (o la desgracia) de haber leído la novela o haber visto la película “Ángeles y demonios” probablemente venga a la memoria el tema de la antimateria para crear una bomba que acabe con la ciudad del Vaticano (y media Roma probablemente). Sin entrar en cuestiones religiosas, el sitio del CERN donde se produce y se acumula antimateria se conoce como Antiproton Decelator (AD) junto con sus correspondientes experimentos, como ALPHA.

CCC

Toda gran máquina necesita de una sala de control para manejarla. En la zona de Prevessin, se puede visitar el CERN Control Center, el edificio desde donde se pone en marcha y se controla el LHC y toda la cadena de inyectores. La sala se encuentra dividida en 4 sectores desde los cuales se controlan las diferentes partes del complejo de aceleradores.

Aquí recomiendo preguntarle al guía sobre si hay o no un botón rojo de emergencia y qué pasa cuando se aprieta y también sobre si conoce la anécdota de Neil Armstrong, el primer hombre en pisar la Luna, acerca de éste.

AMS

Pese a que la mayoría de experimentos del CERN se encuentran en la superficie o bajo tierra, hay uno que se encuentra a más de 400 km de altura. Instalado en la Estación Espacial Internacional (ISS) se encuentra el Alpha Magnetic Spectrometer (AMS). La misión del AMS es descubrir tipos de materia poco comunes mediante la detección de los rayos cósmicos que provienen de los confines del universo.

El CERN fue el sitio donde se construyó este detector y es desde donde se hace un seguimiento constante de su funcionamiento, incluyendo su posición alrededor de la órbita terrestre y la monitorización de las partículas detectadas en tiempo real. La sala de control está dentro del recorrido de la visita donde se puede observar in situ cómo funciona y dónde está en cada instante.

Curiosidades

Aparte del recorrido oficial, el visitante puede descubrir también pequeñas curiosidades que hacen la visita algo más completa. Aquí resumo algunas de ellas pero seguro que se pueden encontrar muchas más.

Detector de rayos cósmicos en la entrada

Cuando se cruza la puerta automática de la recepción (edificio 33), uno se encuentra pisando la superficie metálica con luces de colores encendiéndose y apagándose. Es un detector de rayos cósmicos, partículas muy energéticas que provienen del espacio exterior y que nos atraviesan constantemente. El guía de la visita, seguro que os puede dar mucha más información.

Foto detector rayos cósmicos

Placa de Tim Berners-Lee: creador de la world wide web

Por los pasillos del CERN se puede encontrar la placa conmemorativa de la creación de la World Wide Web (www). Pese a no formar parte del recorrido oficial, no está lejos de una de las rutas principales y quizás el guía pueda acercar al grupo hasta su posición.

Jaula de ratones

A los informáticos del CERN no se les puede tachar de no ser amantes de los animales. Una jaula a la entrada del Computing Center mostrando variedades exóticas de ratones da buena muestra de ello.

Placa de Niels Bohr

De camino al LINAC/LEIR el visitante pasa rápidamente por una placa donde aparece el nombre de Niels Bohr, uno de los fundadores del CERN y también uno de los más grandes físicos de la historia. Hay que estar atento ya que puede pasar desapercibida. Se encuentra exactamente en una de las columnas del exterior de la sala de control auxiliar del CMS.

Nombres de las calles

El visitante puede comprobar sus conocimientos de historia de la ciencia repasando los nombres de las calles del CERN, todas ellas dedicadas a figuras tan importantes como Albert Einstein, Richard Feynman o Marie Curie.

Visitas subterráneas

Desgraciadamente (o afortunadamente ya que si no ningún visitante volvería con vida) las visitas a los experimentos ya al túnel están restringidas a los momentos en los que el LHC no está en funcionamiento. No obstante, durante lo que queda de año 2014 todavía se podrán hacer visitas siempre que se concierten con antelación. El procedimiento es algo más complicado que en las visitas generales. Lo más sencillo es ponerse en contacto con alguien que trabaje allí o preguntar al servicio de visitas si es posible realizar una visita subterránea.

ATLAS

Es el detector más grande de los cuatro. Con sus 40 metros de longitud, sus 25 metros de altura y un peso similar al de la Torre Eiffel, sorprende. Si se ha tenido la oportunidad de visitar el ATLAS Visitor Center, el visitante podrá ver lo que ha podido observar anteriormente en imágenes. Es tan grande que es difícil apreciarlo en todo su tamaño, pero la experiencia de estar delante del detector más grande del mundo es única.

CMS

Tiene una forma similar a ATLAS, pero al tener un tamaño algo más reducido se puede apreciar mucho mejor que el anterior. Es muy interesante ver como todos los componentes del detector están comprimidos de manera que no quede ni un hueco libre por donde las partículas puedan escapar sin ser detectadas.

LHCb

LHCb tiene la particularidad de que no es un detector completo como los anteriores sino que se es medio detector solamente, hecho que lo hace único. Su estructura de láminas hace que se puedan entender mejor las diferentes partes que lo componen.

ALICE

El más pequeño de todos pero no por ello menos interesante. Dedicado a las colisiones entre núcleos de plomo, ALICE se puede observar en todo su esplendor incluyendo detalles que probablemente no se puedan observar en el resto de detectores.

Información práctica

Dónde comer

Si se ha concertado una visita guiada probablemente se tenga la opción de ir a comer a uno de los dos restaurantes del CERN. En ellos se puede encontrar una gran variedad de menús, incluyendo pizza, pasta y ensaladas al gusto. Probablemente los restaurantes del CERN sean los que mejor relación calidad precio tengan en todo Ginebra. Por menos de 15 francos se puede obtener un menú interesante.

Clima

El clima en Ginebra es bastante peculiar. En invierno las temperaturas oscilan entre los -5ºC y los 5ºC con posibilidad de nieve entre noviembre y marzo. La primavera y el otoño son bastantes suaves pero con una alta probabilidad de lluvia. En verano se puede disfrutar de días soleados con temperaturas que pueden llegar a los 30ºC algunos días.

Dónde dormir

El alojamiento en Ginebra puede resultar algo caro y quizás en Francia se puedan encontrar opciones más baratas en Ibis o Holiday Inn. Los grupos de estudiantes suelen alojarse en albergues que están mejor de precio y de una calidad aceptable.

Transporte

Ginebra es una ciudad pobremente adaptada al coche (y mejor así). Es mucho mejor utilizar el transporte público pese a ser un poco caro: 3.5 francos el trayecto simple con derecho a trasbordo durante 90 minutos. El CERN está conectado con el centro de Ginebra mediante el tranvía número 18.

Qué más se puede hacer

Ginebra es una ciudad más bien pequeña donde no hay muchos sitios típicamente turísticos a visitar. Pero sí que es una ciudad muy tranquila por donde pasear a orillas del lago o por el casco antiguo es una de las mejores atracciones. Para los amantes de la montaña, cerca de Ginebra se encuentra el monte Saléve y los montes Jura. En verano, subir y apreciar las vistas de Ginebra y del Lago Léman desde más de 1500 metros de altura es maravilloso.

Para los que prefieran la alta montaña, Chamonix se encuentra a una hora y media de Ginebra donde miles de alpinistas y esquiadores se reúnen en todas las épocas del año para disfrutar de la variedad de actividades que ofrece el macizo del Mont-Blanc.