Esta caja de 40 cm. es el colisionador de partículas más avanzado del mundo

El colisionador de partículas de CERN mide 27 kilómetros.  China acaba de anunciar un supercolisionador que será de 78 kilómetros, más o menos. El colisionador de partículas de Estados Unidos mide sólo 40 centímetros.

Su pequeño tamaño lo compensa al tener mucho plasma en el interior, permitiendo que los investigadores del National Accelerator Laboratory (o SLAC) en Menlo Park, California, puedan acelerar partículas 500 veces más rápido que con los métodos tradicionales. En un test reciente  publicado por Nature, el equipo de Michael Litos pudo acelerar varios electrones, hasta cerca de la velocidad de la luz, utilizando sólo el pequeño aparato.

"Si quieres crear la próxima generación de colisionadores de partículas que funcionen con gran energía física, hay dos formas" me dijo Litos.

En la primera, dice, podrías crearlos  incluso más grandes que el Gran Colisionador de Hadrones o el siguiente paso: un Colisionador Linear Compacto que tiene un largo de 40 kilómetros. "O podrías crear una maquina similar que reduce la huella física en varias magnitudes al tomar la información que ya conocemos de la aceleración con plasma" me dijo. "Así es cómo un acelerador de 50 kilómetros se transforma en uno de 5".

Para que quede claro, el colisionador de 40 centímetros en Menlo Park no está buscando el bosón de Higgs o dedicado al trabajo importante que CERN hace. El Gran Colisionador de Hadrones es ciertamente el colisionador de partículas más útil en la actualidad, pero este nuevo proyecto será el líder de la nueva generación de supercolisionadores. Es la prueba de un nuevo concepto y demuestra que para construir la nueva generación de colisionadores de partículas no es necesario hacer grandes túneles subterráneos.

En un colisionador de partículas tradicional, rayos de electrones son lanzados a través de un gran tubo al vacío usando campos electromagnéticos. Al hacerlo, mucha energía es necesaria para acelerar constantemente los electrones y es por esto que los tubos son tan grandes.

Pero al llenar un tubo de plasma (en este caso usando un horno especial creado por investigadores de UCLA), la energía puede ser transmitida desde un grupo de electrones que va al comienzo, hacia los electrones que están detrás. Cada vez que haces esto la cadena de electrones se mueve más rápido.

"Los enviamos uno tras el otro. El primero le da su energía al segundo y podemos hacer que estos se aceleren mucho más rápido en una pequeña distancia" dice Litos. "Si repites esto muchas veces, lo puedes escalar hasta un colisionador de aplicación impulsada".

Y ese es el plan por el momento. Litos está intentado facilitar la creación de plasma dentro del tubo al llenarlo de hidrógeno, el que se ioniza a ser disparado con un láser. A partir de aquí esta tecnología puede aplicarse en grandes colisionadores y comenzar la verdadera caza de partículas.

"En estos momentos la investigación es básica, pero estamos tachando cosas de la lista" dice Litos. "Podemos crear un rayo con gran aumento de energía a corta distancia. Podemos acelerar un grupo de billones de electrones y podemos hacerlo con poca dispersión de energía".

Pese a que ciertamente hay un largo camino por recorrer, la tecnología parece segura. En  un artículo, los autores Mike Downer y Rafal Zgadzaj de la Universidad de Texas en Austin, escribieron que el equipo ha "superado uno de los desafíos más difíciles en el largo camino por pequeños y baratos aceleradores. Le han dado a la comunidad que investiga el plasma una razón para continuar".