El CERN i l'LHC.

El CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire) és una singular organització científica situada al cor d'Europa, a Meyrin, ben a prop de Ginebra (Suïssa) i de la frontera francesa del Jura. Va ser fundada el 1952 i formalment instituïda el 1954 com a centre de recerca en Física d'Altes Energies, motiu pel qual es coneix el CERN com a Laboratori de Física de Partícules.

La seva ubicació a Suïssa probablement no és casual, tenint en compte que aquest país fa gala de neutralitat política i, per tant, pot estar al marge de qualsevol conflicte polític i desenvolupar una tasca científica sense lligams ni dependències ni, sobretot, finalitats militars.

La principal missió del CERN és proporcionar un extraordinari espai de col·laboració en recerca nuclear entre els estats europeus (curiosament, i potser per les raons abans esmentades, Suïssa no és un país membre de la Unió Europea) i, especialment, promocionar la cooperació internacional en matèria d'investigació en física i tecnologia de manera que els resultats de la recerca poden ésser consultats obertament. Per tant, no només fomenta i enriqueix un entorn de col·laboració sense fronteres i ofereix respostes a qüestions sobre l'Univers i innovació científica i tecnològica sinó que, a més a més, aporta coneixement lliure.

Algunes de les grans fites del CERN són: el primer accelerador protó-protó (1971); el descobriment, el 1983, de les partícules W i Z (força nuclear feble); l'accelerador LEP (Large Electron Positron); l'obtenció de resultats precisos sobre l'asimetria entre matèria i antimatèria (1993); i, sobretot un dels invents que ha revolucionat la nostra Història: la Web, les bases de la qual van ser proposades el 1990 per Tim Berners-Lee, aleshores investigador del CERN i actualment director del World Wide Web Consortium.

Enguany, gran part de la comunitat científica està a l'expectativa esperant amb candeletes que es posi en marxa un mega-projecte internacional que ha portat gairebé 20 anys d'intensa feina, la gran perla del CERN: l'LHC (Large Hadron Collider), un immens accelerador de partícules de 27 km. de circumferència situat a 100 metres sota la superfície entre la frontera franc suïssa.
Durant el recorregut de l'anell es faran circular i accelerar dos rajos de partícules subàtomiques, anomenades hadrons, en sentits oposats fins a arribar pràcticament (un 99.99%) a la velocitat de la llum (300000 km/s) a uns 7 TeV d'energia per feix de protons, moment en què es faran col·lidir, obtenint d'aquesta manera unes grans quantitats d'energia i una situació similar a la del Big Bang.
Aquest és l'escenari que es vol obtenir per investigar i intentar respondre una sèrie de qüestions. Per a captar i tractar la informació produïda per les col·lisions, al voltant de l'anell hi ha disposats quatre detectors o experiments especialitzats: ATLAS (Meyrin, Suïssa), CMS (Cessy, França), LHCb (Ferney-Voltaire, França) i ALICE (Saint Genis-Pouilly, França).
ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) és un enorme detector encarregat, juntament i per contrastar dades, amb CMS (Compact Muon Solenoid), de la recerca, entre altres, del bosó de Higgs (una partícula que es creu que va existir uns pocs instants després del Big Bang), de noves dimensions i de les partícules que poden constituir la matèria fosca. Va ser construït per intentar respondre preguntes com les següents: de què està fet el nostre món (cerca de quarks), quin és el seu origen, com es va crear, què el mantè unit (intentar descriure les quatres forces fonamentals de la natura en una sola) o bé cap a on va.
LHCb (Large Hadron Collider beauty) es dedicarà sobretot a estudiar un tipus de partícula anomenada beauty quark o b quark per tractar d'entendre el per què de l'actual asimetria entre matèria i antimatèria, que en els inicis de l'Univers es creu que era un perfecte "mirall" de la matèria (on ha anat a parar?!).
Finalment, ALICE (A Large Ion Collider Experiment) vol estudiar l'estat de matèria conegut com a quark-gluon plasma, que es creu que també va existir pocs instants després del Big Bang.

Ara bé, cada segon es produiran una quantitat exorbitant de col·lisions (uns 600 milions per detector) i cada detector produirà un volum de dades d'uns 400MB per segon, és a dir, uns 2 Petabytes a l'any, el que vindria a ser una torre d'uns 20km de CD's... I això només en un any! (Es preveu que l'LHC estigui en funcionament durant uns 10 anys).
Per a poder emmagatzemar i analitzar aquesta gran quantitat de dades s'emprarà el que s'anomena Grid Computing, computació distribuïda en xarxa, de manera que podem tenir connectats milers d'ordinadors arreu del món que serviran per processar dades com si es tractés d'un súpercomputador però amb una capacitat de càlcul molt superior.

Fa unes setmanes, el passat diumenge 6 d'abril, es va celebrar el CERN Open Day 2008, una jornada de portes obertes que suposava una gran oportunitat per visitar les instal·lacions (de fet, era l'última oportunitat per baixar a l'accelerador) i per conèixer de primera mà les activitats que es duen a terme en aquest gran complex científic. Un event que va superar amb escreix les expectatives de la organització, que es va veure desbordada per un allau de més de 50000 persones en només 2 dies (el dia 5 es celebrava una jornada de portes obertes dirigida a investigadors).

Una aventura emocionant al cor de la ciència!

Més informació:
- Articles de la revista Nature.
- CERN Grid Cafè.
- LHC@home.
- Taller de Física de Partícules a la UB.
- Masterclass: Hands-on-CERN (cat).
- La masterclass explicada per un alumne: (i), (ii) i (iii).
- Article de El País.
- Instal·lada l'última peça d'ATLAS.
- Com funciona un accelerador de partícules. (article de El Tamiz)
- La polèmica al voltant de les altes energies.
- Article de The New Yorker (en).
- Article de Symmetry Mag (en).