Breve (y sencilla) explicación sobre el hecho de que el LHC ha sido un experimento fallido

Prefacio

El tema tratado aquí es sin duda muy polémico, y es evidente que a nadie le gusta que un proyecto científico que tanto prometía y que tan costoso ha sido en tiempo y recursos pueda haber sido un fracaso. No obstante sólo os pido que leáis el resto de esta entrada con una mente abierta y honesta, libre en lo posible de prejuicios subjetivos.

Introducción

El Gran Colisionador de Hadrones (en inglés Large Hadron Collider, LHC) es un acelerador y colisionador de partículas ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), cerca de Ginebra.

Dentro del colisionador dos haces de protones son acelerados en sentidos opuestos hasta alcanzar el 99,99 % de la velocidad de la luz (0.999999991 veces para ser precisos), y se los hace chocar entre sí produciendo altísimas energías a escalas subatómicas. El LHC es el acelerador de partículas más grande y energético del mundo, y utiliza un túnel de 27 km de circunferencia.

La finalidad para la construcción del proyecto fue, a parte de encontrar experimentalmente al bosón de Higgs, lograr hallar pistas hacia una nueva física más allá del modelo estándar. Concretando técnicamente un poco más, su onerosa construcción se planificó para encontrar algún indicio de: strangelets, microagujeros negros, monopolos magnéticos, la existencia de partículas supersimétricas, la existencia de dimensiones extras  (tal como predicen varios modelos inspirados por la teoría de cuerdas); y también para encontrar alguna pista sobre qué podría ser la materia oscura, encontrar nuevas violaciones de simetría entre la materia y la antimateria (y explicar por qué ocurren las que ya conocemos), intentar ayudar experimentalmente en el estudio de la teoría de la Gran Unificación (TGU) entre la fuerza electrodébil y la fuerza nuclear fuerte, e intentar explicar la causa por la que fuerza de la gravedad es tan débil en comparación al resto de las fuerzas fundamentales. En resumen: hallar indicios  experimentales (de cualquier tipo) de física más allá del modelo estándar (ya bien establecido).

El modelo estándar de partículas

El modelo estándar de partículas es una propuesta física de enorme capacidad predictiva pero que tiene graves carencias teóricas. Es decir, que sabemos sobremanera que no es una teoría final (es incompleta y contiene valores numéricos añadidos ad hoc) y que debe por tanto haber forzosamente "algo más". Por otra parte es también una propuesta teórica bastante "viejuna", en el sentido de que sus bases teóricas se afianzaron por completo a finales de la década de los 60 y principios de los 70. Es decir; que en este sentido lleva estancada la física teórica sin apoyo experimental por más de 50 años. Y fue precisamente para salir de esta situación que se construyó la "monstruosidad" del LHC: se necesitaba desesperadamente hallar una pista por mínima que fuese sobre el camino teórico a tomar para escapar de esta situación.

Resultados a fecha del 20/06/2018

Hablando como promete el título de este artículo con brevedad, el multimillonario experimento del CERN ha sido un demoledor fracaso sencillamente porque NO ha logrado ninguno de sus objetivos principales más allá de encontrar el, por otra parte esperado, bosón de Higgs. Es decir, que el LHC simplemente NO ha ayudado ni un ápice en ir más allá del modelo estándar; y lo único que ha conseguido es encontrar experimentalmente una partícula que ya se sabía que estaría ahí (con una enorme probabilidad). Ha dado la puntilla empírica al modelo estándar desde luego, pero eso es todo. De la enorme lista (esquematizada) de propósitos que se enumeró arriba: nada de nada.

En resumen: el mencionado fracaso del LHC consiste en pocas palabras en que no ha logrado su objetivo principal y primordial (ofrecer apoyo experimental para lograr ir más allá del modelo estándar). Por desgracia lo único que se ha conseguido en su lugar ha sido corroborar una vez más al (ya más que corroborado) modelo estándar tras el descubrimiento experimental del Higgs (un objetivo muy secundario que por cierto nos han pretendido vender como algo extraordinario).

Coste total del proyecto

Se estima que el coste de construcción (y reparación) del proyecto ha sido de alrededor de 15.000 millones de euros; y que requiere para su correcto funcionamiento de un consumo eléctrico diario comparable al de una ciudad entera. Por otra parte, además del coste de construcción, el LHC requiere de un coste anual de mantenimiento y explotación que supera con mucho los 2.000 millones de euros. El proyecto en su conjunto, desde su planificación y aprobación en los presupuestos de 1995, ha supuesto hasta el momento a las arcas públicas un coste total bastante cercano a los 45.000 millones de euros.

Es interesante mencionar que el acelerador lleva funcionando desde hace casi una década (aunque sólo los últimos años lo hizo a su máxima potencia), y que existe además un proyecto multimillonario puesto sobre la mesa para mejorar el mismo y aumentar su potencia en 1 TeV extra. Es realmente discutible si merece la pena invertir otra milmillonada más para alcanzar esta leve y marginal mejora en la potencia del LHC.

De acuerdo, no se han cumplido las expectativas. ¿Y ahora qué?

Pues ahora probablemente nada (o muy poco). Es muy complicado que sin una mínima pista sobre las energías a las que se pueden mover esas deseadas evidencias experimentales sobre la nueva física ningún país (o conjunto de países) vayan a construir un acelerador más potente que el LHC, puesto que este nuevo "cacharro" requeriría de una inversión de dimensiones colosales y por otra parte no hay ninguna garantía de retorno experimental (y mucho menos tecnológica).

Se habla mucho actualmente, por ejemplo, sobre la posible construcción (también en Ginebra) de un nuevo acelerador de partículas con ¡un túnel de 100 km! que rodearía la ciudad entera y a la montaña de el Salève, y el cual utilizando unos poderosos (y astronómicamente caros) imanes superconductores permitirían energías de colisión del orden de los 100 TeV. Seamos serios, este proyecto no se va a aprobar.

Si los poco más de 25 Km de túneles del LHC han costado entre construcción y explotación la friolera de 45.000 millones de euros, siendo MUY generosos (y proponiendo un iluso crecimiento de coste lineal y no exponencial como posiblemente sea el caso), este nuevo acelerador 4 veces más grande y potente que el LHC costaría en total (insisto, tirando por lo bajo) no menos de 200.000 millones de euros. Y si desde la planificación y la aprobación de los presupuestos del LHC en 1995, se tardó casi 17 años en lograr hacer al mismo operativo, probablemente este nuevo acelerador tardaría (seguimos tirando de extrapolación lineal) ¡no menos de 50 años para poder entrar en funcionamiento!

Y todo además como decimos sin la seguridad de que en el rango de los 100 TeV se vaya a encontrar finalmente esos indicios de nueva física. Es decir, con poca confianza de retorno sobre esta gigantesca inversión (a eso se le llamaría jugar a la lotería a lo grande). Es importante mencionar que este no fue el caso por ejemplo con la aprobación del LHC hace casi 20 años, puesto que en aquel momento se sabía desde el principio que como poco se hallaría (casi seguro) el bosón de Higgs (una partícula encuadrada tan firmemente dentro del modelo estándar que su no aparición casi habría sido imposible): pero hoy por hoy no se podría asegurar ("vender") ni siquiera eso. Los físicos experimentales no tienen en estos momentos nada con que "convencer" a la hora de buscar el dinero público necesario para construir esta "aberración" planificada. Y dudo mucho que la clase política (ni los ciudadanos en general con dos dedos de frente) vayan a permitir semejante inversión (por llamarlo algo) casi billonaria (y sin garantía de retorno experimental alguno) habiendo como hay en cambio tantos problemas sociales más "mundanos" que resolver antes.

Un poco de historia

La historia nos cuenta de hecho un caso práctico al respecto: Estados Unidos estuvo construyendo el acelerador de partículas más grande del mundo hasta que en 1993 el Congreso ordenó cesar su construcción en Texas a raíz del incremento de los costes y a los interrogantes sobre su utilidad. A raíz de ese momento el CERN europeo tomó el mando y de ahí llegó el LHC. Finalmente, y sin que sirva de precedente xD, parece ser que el congreso americano tenía razón al dudar de la utilidad de construir semejante máquina. ¿Quién será ahora en este sentido el que apueste por una nueva generación de aceleradores que requieren como poco quintuplicar el coste, y que no garantiza retorno experimental (pero que sí garantiza que casi con certeza no habrá retorno tecnológico)? En mi opinión ningún país se va a meter jamás en semejante berenjenal por muchos proyectos y planos que los científicos pongan sobre la mesa.

Conslusión

Se puede decir, a modo de resumen y por mucho que nos pese, que el rotundo fracaso del LHC ha supuesto muy probablemente el final del estudio experimental de la física teórica mediante cada vez más grandes y más potentes aceleradores de partículas. Habrá que hallar otra manera de experimentar con la materia, o sencillamente abandonar el estudio experimental a estos niveles energéticos y buscar otras maneras alternativas de hacer física.