El descubrimiento del bosón de Higgs hace 10 años ayudó a los científicos a explicar por qué las partículas elementales tenían masa. Gran parte de este hallazgo fue posible por los resultados del experimento ATLAS.
ATLAS son las siglas de ‘A Toroidal LHC Apparatus’ y era un experimento de física de partículas que trataba explorar el potencial del acelerador de partículas más grande y de mayor energía existente: el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) explicó que su intención con el experimento ATLAS era utilizar “medidas de precisión para expandir las fronteras del conocimiento al buscar respuestas a preguntas fundamentales”. Entre las cuestiones que se planteaban estaba el conocer los componentes básicos de la materia, las fuerzas fundamentales de la naturaleza, de qué estaba hecha la materia oscura, etc.
Dadas las intenciones detrás del proyecto, el ATLAS fue pensado para observar fenómenos que involucraban partículas altamente masivas que no podían observarse con aceleradores de baja energía anteriores.
El LHC, con un anillo subterráneo de 27 kilómetros de largo, tenía partículas en su interior. Este aparato cuenta con imanes superconductores con estructuras aceleradoras que incrementaban la energía de las partículas antes de que se moviesen.
Conforme estas partículas colisionaban, se creaban otras a una velocidad de más de mil millones de interacciones por segundo que podían detectarse con ATLAS. Estos datos se guardaban para posteriormente ser analizados por el equipo.
La tecnología de ATLAS
El equipo del experimento comenzó a colaborar en 1992 y cuenta con propuestas EAGLE (Experimento para mediciones precisas de gamma, leptones y energía) y ASCOT (Aparato de toroides superconductores). Al unir ambos proyectos, crearon un detector de partículas ideal para el LHC.
El ATLAS está compuesto por “seis subsistemas de detección diferentes envueltos concéntricamente en capas alrededor del punto de colisión para registrar la trayectoria, el momento y la energía de las partículas”, explican sus desarrolladores. Para que las partículas cargadas de energía se puedan medir con mayor precisión, usan un enorme sistema de imanes que desvía sus trayectorias, ya que estas normalmente viajan en línea recta.
Mediante el detector interno de ATLAS, los investigadores pueden medir la cantidad de curvatura y el impulso del artículo y seguir la trayectoria precisa de cada partícula. Esta tecnología está hecha de tres capas:
- Una matriz de casi 100 millones de píxeles de silicio que detecta las partículas cargadas conforme salen disparadas desde el punto de colisión.
- Un rastreador de semiconductores con millones de microsensores que rodean el detector de píxeles y permiten un mejor seguimiento de las partículas.
- Un rastreador de radiación de transición con 300.000 tubos llenos de gas que identifican las partículas cargadas conforme ionizan el gas.
Los investigadores de ATLAS comprobaron que su detector de partículas era capaz de atisbar algunas de las partículas más pequeñas y energéticas de la Tierra. El 4 de julio de 2012, detectaron la partícula o bosón de Higgs, con menos de una posibilidad entre un millón de que la detección fuese causada por fluctuaciones aleatorias.
El descubrimiento teórico de ATLAS hizo que Peter Higgs y su colaborador François Englert ganasen el premio Nobel por “un mecanismo que contribuye a nuestra comprensión del origen de la masa de las partículas subatómicas”.
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