Acelerador de partículas

¿Qué es un acelerador de partículas?

Un acelerador de partículas consiste esencialmente en un gran anillo hueco en el que se intercalan grandes fuentes de energía eléctrica y grandes imanes en los que se inyectan electrones, iones o protones. Estas partículas elementales se aceleran a velocidades de hasta el 99% de la velocidad de la luz y colisionan a las más altas energías que el hombre conoce. En estos choques se generan nuevas partículas subatómicas cuyo tiempo de vida es ínfimo, pero suficiente para poder ser estudiadas.

Ese estudio de partículas, tanto inestables como estables, puede ser en un futuro útil para el desarrollo de la medicina, la exploración espacial, tecnología electrónica, etc.

Componentes de un acelerador de partículas

Los aceleradores poseen unos cuantos componentes básicos que son: los componentes generadores de fuerzas, los blancos, y los detectores.

- Componentes generadores de fuerzas:

• Dipolos eléctricos. Se aplica una diferencia de potencial, generando un campo eléctrico 
• Dipolos magnéticos. Se crea un campo magnético 
• Multipolos magnéticos. Se utilizan para enfocar los haces de partículas, de modo que los campos ejerzan sus acciones de forma más eficiente y se eviten pérdidas en el trayecto.

- Blancos: Son los objetivos donde las partículas impactan, generando una enorme cantidad de partículas secundarias. Los blancos se pueden distinguir entre fijos o móviles. En los fijos se engloban todos aquellos que hacen impactar las partículas aceleradas contra un blanco inmóvil, como los aparatos de rayos X . En los móviles se encuentran aquellos que hacen impactar las propias partículas entre ellas, por ejemplo en los colisionadores.

- Detectores: Para ver las partículas generadas en el impacto contra el blanco son necesarios los detectores. Dos de los detectores más conocidos construidos para detectar las partículas creadas en las colisiones son: CMS y ATLAS, instalados en el LHC.

Una versión sencilla del conjunto acelerador-blanco-detector sería el aparato de televisión. En este caso el tubo de rayos catódicos es el acelerador, que impulsa los electrones hacia la pantalla revestida de fósforo interiormente que actuaría de blanco, transformando los electrones en fotones (con energía en el rango del visible) que, si estuviéramos mirando la televisión, impactarían en los conos y bastoncillos de nuestras retinas (detectores), enviando señales eléctricas a nuestro cerebro (el supercomputador) que interpreta los resultados.

El LHC

El LHC (Gran colisionador de hadrones) es la respuesta del CERN a la búsqueda de los científicos de los misterios de la materia. Construido en el túnel que albergó durante los años setenta al LEP (gran colisionador de protones), es el mayor acelerador de partículas que existirá sobre la Tierra. Su objetivo es hacer colisionar protones a tal velocidad que éstos darán 11.245 vueltas al anillo en cada segundo. Los chorros de protones inyectados en su interior viajarán durante diez horas diez billones de kilómetros hasta conseguir una energía similar a la que tendría un coche a 1.600 kilómetros por hora. Los choques entre estos haces de partículas generarán nuevas partículas, unas ya conocidas y otras -como los bosones de Higgs- cuya existencia aún no conocemos, pero que han sido predichas por las teorías físicas.

Para conseguir acelerar los haces de partículas a velocidades cercanas a la de la luz, en el LHC se utilizan más de 1.800 sistemas magnéticos de superconductores. Estos imanes emplean materiales superconductores que a muy bajas temperaturas permiten conducir la electricidad sin casi resistencia. 

El LHC utiliza imanes de niobio y titanio que operan a temperaturas del orden de 271º bajo cero. Si el LHC utilizara imanes ‘normales’, el campo magnético que generaría sería al menos cuatro veces menor y con un consumo energético mucho mayor. Así, la circunferencia de un acelerador que usara ‘imanes calientes’ debería ser de 120 kilómetros de longitud y consumiría 40 veces más electricidad que usando los imanes criogénicos. La bajísima temperatura de estos imanes se mantiene con helio líquido.

Los haces de partículas acelerados en el LHC chocan en dispositivos especiales, las unidades detectoras, donde las nuevas partículas generadas se hacen visibles durante unos instantes a través de las trayectorias que describen, de los cambios energéticos detectados o de cambios predichos por los físicos en los campos magnéticos o eléctricos. Cada haz de partículas consiste en unos 3.000 sub-haces, cada uno de los cuales contiene unos 100 billones de partículas. Pero éstas son tan pequeñas que cuando los haces chocan no provocan más de 20 colisiones por cada 200 billones de partículas. Los haces llegan a chocar hasta 30 millones de veces en un segundo, lo que quiere decir que en el LHC se generarán hasta 600 millones de choques en cada segundo. Cada una de estas colisiones se ha de filtrar para que sus datos sean analizados por un gigantesco sistema de ordenadores -el GRID-, cuyos datos serán estudiados por los físicos. El LHC está dotado de cuatro estaciones detectoras: el CMS, ALICE, ATLAS y LCHb.

El Bosón de Higgs                        

El Bosón de Higgs es la última pieza que falta para entender el comportamiento de las partículas que componen los átomos y explicar así cómo surgió el universo tras el Big Bang. Hasta ahora, los datos obtenidos gracias al LHC ofrecen pruebas significativas de la partícula, pero no bastan para reclamar su "descubrimiento" ni el Nobel que lleva pegado.

El higgs servirá para entender el comportamiento de las partículas. Para la búsqueda de tan deseada partícula se emplea un detector de unos siete pisos de alto que disecciona colisiones entre grupos de protones que viajan a casi la velocidad de la luz. Los choques revientan esos protones haciendo aflorar sus componentes indivisibles. Son millones de partículas elementales entre las que buscar el higgs. Este componente es la pieza perdida de un puzzle llamado modelo estándar, una teoría que explica casi a la perfección el comportamiento de las partículas elementales y que, de confirmarse, podría explicar cómo tras el Big Bang esas partículas se unieron para hacer protones, electrones, átomos, moléculas y así hasta llegar a 13.700 millones de años después.

La clave para que todo eso suceda, ese casi que falta para cuadrar el modelo estándar, es la masa. Las partículas elementales, según esta teoría, tienen masa, y el responsable de ella sería el bosón de Higgs. Para encontrarlo hay que adivinar la masa del bosón, algo que los físicos del CERN llevan años intentando, primero con aceleradores como el LEP y después con máquinas tope gama como el LHC.

El LEP demostró que la masa del higgs no podía ser menor que 115 gigaelectronvoltios (GeV), la unidad que se usa en el mundo de las partículas elementales, billones de veces menores que un centímetro. Después llegó el LHC, que estrechó ese cerco a entre 116 y 130. Para atar el descubrimiento habrá que esperar a los cinco sigmas, algo que, al ritmo actual, no debe esperarse hasta "antes de verano de 2012". 

Pero la caza no acabará en 2012 sino que seguirá durante décadas. El LHC dirá el próximo año si el higgs existe, pero habrá que confirmar si se trata del tipo de partícula que cuadra con el modelo estándar o si, por el contrario, es un bosón alienígena que apunta a un origen de la masa diferente al predicho por la teoría.

Fibrodisplasia osificante progresiva

Se conocen 200-300 casos documentados en todo el mundo. Los pocos conocimientos que tienen los médicos de ella hacen que muchas veces no se diagnostique. Se estima que aparece un caso por cada dos millones de nacimientos. Es una enfermedad de herencia autosómica dominante. El causante de la enfermedad es una mutación en el gen del receptor de Activin tipo IA.
d Activin Receptor Type IA,
BMP type I receptor ACVR1 
Se piensa que están implicados varios genes encargados de sintetizar factores de crecimiento óseo.

Descripción: En esta enfermedad se dan episodios repetidos de inflamación de los tejidos blandos y el desarrollo de tumores subcutáneos y en los músculos. Estas lesiones provocan la formación de hueso en sitios donde nunca debería producirse, como ligamentos, músculos, tendones, cápsulas articulares…
Los traumatismos también desencadenan y hacen avanzar la osificación de los tejidos blandos. Progresivamente, el individuo irá perdiendo cada vez más movilidad hasta que, por imposibilidad de mover la musculatura encargada de la respiración (por estar osificada), mueran por asfixia.

El secreto del billete de un dolar

Siempre se ha dicho que las Sociedades Secretas esconden sus símbolos a la luz del día. Los mensajes simbólicos tienen que estar a la vista de todo el mundo y que únicamente verán la simbología los iniciados y los conocedores del Conocimiento Esotérico.

El dólar esconde mucha simbología, principalmente masónica, aunque algunos han podido ver en él, la mano oculta de los Illuminati.

Vamos a descifrar algunos de los secretos que se esconden en el billete de un dólar, principalmente el reverso (la parte oculta):

La pirámide egipcia: En el dólar se encuentra una pirámide cortada en dos partes, donde la parte superior la cúspide tiene un ojo. Este símbolo representa a la divinidad, a Horus para los egipcios, pero para algunos es considerado el "ojo que todo lo ve", es decir el control del mundo, la cúspide del poder mundial, donde el ojo en la parte superior de la pirámide, controla a la gran masa, la parte inferior de la pirámide, la población. Si nos fijamos en la parte inferior de la pirámide podemos ver la frase "Novus Ordo Seclorum", que significa, Nuevo Orden Mundial. En la parte de abajo podemos ver la fecha: MDCCLXXVI, es decir 1776, que según la mayoría es el año de la independencia de EEUU, pero también es la fecha que se fundó los Illuminati. En la parte superior también podemos ver la frase "Annuit Coeptis", que traducido puede significar: Favorece (o ayuda) aquello que ha empezado.

El Águila: El billete de Dólar lleva el sello de la águila de los EEUU, pero encima de ella a modo de estrellas (13) forma una Estrella de David. Para algunos es el control por parte de los Sionistas de Israel, que dicen que controlan la banca internacional.

El Búho: Es quizás el símbolo más difícil de ver y se encuentra en la cara principal del billete. En la esquina, de la filigrana de la derecha, se puede ver, si usamos una lupa, un Búho. Símbolo que usaron(o usan) la Orden Illuminati, como un de sus símbolos principales. El Búho que vigila desde las sombras.

Desarrollan un cilindro invisible a los campos magnéticos

Investigadores de la UAB, con la colaboración de un equipo experimental de la Academia de Ciencias de Eslovaquia, han construido un cilindro invisible al campo magnético que hace imposible detectar lo que se esconde en su interior. El dispositivo se ha realizado con materiales superconductores y ferromagnéticos disponibles en el mercado. El descubrimiento se publica mañana en la revista Science.

Un cilindro de material superconductor de alta temperatura, que se puede refrigerar fácilmente con nitrógeno líquido, recubierto de una aleación de hierro, níquel y cromo. Esta es la fórmula, sencilla y accesible, para construir una auténtica capa de invisibilidad.

Se trata de invisibilidad al campo magnético, un paso hacia la invisibilidad a la luz (la luz es una onda de campo magnético y de campo eléctrico), que nunca nadie había conseguido con tanta simplicidad, con tanta exactitud en los cálculos teóricos, ni con tanta contundencia en los resultados en el laboratorio.

Esquema del funcionamiento del invento

Los investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona, encabezados por el profesor del Departamento de Física Àlvar Sánchez, encontraron la fórmula matemática para diseñar el dispositivo. Un cilindro descrito por una ecuación extraordinariamente simple que permitía, teóricamente, que el dispositivo fuera absolutamente indetectable con campos magnéticos desde el exterior, y que todo lo que rodeara estuviera también completamente aislado de estos campos.

Con esta ecuación en las manos, los científicos de la UAB contactaron con un laboratorio especializado en la medida precisa de campos magnéticos, en el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de las Ciencias de Eslovaquia, en Bratislava, para construir el dispositivo. Sólo unos meses después, los resultados experimentales han sido contundentes. El cilindro es completamente invisible a los campos magnéticos, hace invisible cualquier objeto que se sitúe en su interior y lo aísla completamente los campos exteriores.

Funcionamiento

La capa superconductora del cilindro evita que el campo magnético llegue a su interior, pero por sí misma distorsiona el campo exterior y hace que el cilindro sea detectable. Para evitarlo, la capa exterior ferromagnética, de la aleación de hierro, níquel y cromo, hace el efecto contrario. Atrae las líneas de campo magnético compensando exactamente la distorsión que crea el superconductor, pero sin que el campo llegue al interior. El efecto global es un campo magnético completamente nulo en el interior del cilindro y absolutamente ninguna distorsión del campo magnético en el exterior.

Los campos magnéticos son fundamentales para la producción de energía eléctrica, para el diseño de los motores, y por los nuevos avances en dispositivos como las memorias de ordenadores y teléfonos móviles. Por ello, su control es un hito importante para el desarrollo tecnológico. Se sabe cómo generar el campo magnético, pero anularlo en determinadas zonas del espacio de manera controlada es un reto científico y tecnológico, y el dispositivo desarrollado por los científicos de la UAB abre esta posibilidad.

De izquierda a derecha, los investigadores 

Carles Navau, Àlvar Sánchez y Jordi Prat.

Los resultados de esta investigación también abren las puertas a posibles aplicaciones médicas. En el futuro, dispositivos similares al diseñado por los investigadores de la UAB podrían servir para apantallar un marcapasos o un implante coclear en un paciente que deba someterse a una resonancia magnética a un hospital. La investigación podría tener también aplicaciones en seguridad, dado que a partir de ella se podrán diseñar medidas de seguridad más fiables en dispositivos basados en detectores de metales por campos magnéticos.

La investigación ha sido liderada por los investigadores del Grupo de Electromagnetismo del Departamento de Física de la UAB Àlvar Sánchez, Carles Navau y Jordi Prat; y ha contado con la colaboración experimental de los científicos Fedor Gömöry, Mykola Solovyov y Ján Souci, del Institute of Electrical Engineering de la Slovak Academy of Sciences (Eslovaquia).

Los Hombre de Negro

Todo el mundo conoce a los hombre de negro por la película de Men In Black pero, ¿qué son en realidad los Hombre de Negro?,¿existen de verdad o son simple leyendas urbanas?. En la siguiente entrada, intentaré responder a esas preguntas.

En el mundo de la Ufología y el Fenómeno OVNI, se habla, de que aparecen en el lugar donde han sucedido avistamientos o fenómenos extraños, unos hombres extraños, que buscan a los testigos y hablan con ellos. Al parecer lo que estos supuestos "Hombres de Negro" quieren, es hacer callar a los testigos para que no hablen de lo que han visto o experimentado.

Al parecer estos hombres de negro son personajes extraños. Visten con traje y corbata con estilo antiguo, llevan gafas de sol oscuras y sombrero. Siempre visten de negro.

Estos Hombres de Negro, aparecen en coches clásicos, coches antiguos, pero impecables. Como si hubieran salido de una fábrica.

Su aspecto es de piel muy blanca, aunque algunos testigos también hablan de Hombres de Negro con piel oscura. Aunque todos coinciden de que sus ojos son tipo oriental, achinados.

La gran mayoría de testigos, dicen que estos personajes hablan de forma extraña, como si fuera una voz metálica, como si no fueran de este mundo.

También al parecer su comportamiento es muy extraño, llegando a hacer cosas absurdas, como si no supieran bien como funciona nuestro mundo o nuestra sociedad.

Para algunos, los Hombres de Negro es un mito, para otros una especie de Leyenda Urbana moderna, pero para una gran mayoría, los Hombres de Negro, forman parte de los gobiernos, de los servicios secretos o incluso de un gobierno en la sombra que utilizan a estos misteriosos hombres, para callar las bocas de los testigos de fenómenos OVNI o aquellos que han podido ver a supuestos extraterrestres.

Bolas de golf: letales proyectiles

Un estudio realizado por el forense español Carlos Guerrero explica que el impacto que una pelota de golf puede producir en una persona es más grave que el de un disparo de pistola, si la bola alcanza las velocidades cercanas a los 300 kilómetros por hora. 

El forense Guerrero, realizó el estudio como parte de las pruebas periciales presentadas en un juicio por un grupo de vecinos de Islantilla (Huelva, sur de España), que demandaron a un club de golf de la zona por el daño que el impacto de las bolas causaba en sus viviendas.

El club fue condenado en enero pasado a levantar una valla para proteger a las casas.

De modo que “una bola de golf puede provocar la muerte si su proyección tiene un efecto contusivo de una violencia tal que dañe determinadas zonas del cuerpo”.

 

 Golfista seleccionando a su próxima víctima

Algunas personas en el pasado han sufrido enucleación (extirpación del globo ocular) o pérdida de visión. ¿Se imaginan que podría pasar si le pegan en la cabeza a una persona o una niño pequeño?

El factor estriba en la velocidad. Según Guerrero, “hay palos que pueden provocar que la bola tenga más velocidad que la bala que sale de una pistola”.

Algunas bolas alcanzan velocidades de hasta 80 metros por segundo (288 kilómetros por hora), que “aunque por peso y por características de la pelota, no llega a tener introducción en el cuerpo, el impacto de esa masa sí provoca lesiones muy importantes, que pueden provocar incapacidades graves o incluso la muerte”, finalizó.

Separadas con éxito en España dos siamesas unidas por el hígado y el estómago.

El Hospital Vall d'Hebron de Barcelona ha separado con éxito a dos siamesas de siete meses que nacieron unidas por el abdomen y que compartían el hígado, en el marco de una operación delicada que duró cerca de siete horas y que ha permitido que ambas lleven a cabo actualmente una "vida independiente y normal".
 

Las pequeñas, Núria y Marta, pudieron crecer y alimentarse correctamente hasta que alcanzaron los 12 kilos de peso entre las dos, el mínimo necesario para operar reduciendo las complicaciones futuras, según ha explicado el codirector del Programa de Cirugía Fetal, José Luis Peiró.

En la intervención, en que participaron cirujanos pediátricos y plásticos, anestesistas, obstetras, neonatólogos, radiólogos y enfermeras y auxiliares, se hizo una separación de vísceras y del hígado de las pequeñas, que ahora sólo acuden al hospital para revisiones periódicas.

Se utilizaron dos quirófanos para atender a las pequeñas en el momento de la separación de abdomen y de la parte baja del esternón, que también requirió de la división de los equipos para asegurar el cierre de la operación, finalizada según lo previsto.

La madre de las pequeñas, Meritxell Feliu, ha explicado que la malformación se detectó en la primera ecografía de las 12 semanas, y pese a que el centro no le garantizó totalmente el éxito de la intervención, puso todos los medios técnicos para ello, ha defendido.

Con este fin, planificó el parto por cesárea para los ocho meses de gestación, en que nacieron con un único cordón umbilical muy grande y una media de 1,5 kilos de peso cada una, como ha señalado el jefe del Servicio de Cirugía Pediátrica y líder de la operación, Vicenç Martínez, que ha detallado que a los 27 días ya tenían el alta.

Para planificar la operación se llevaron a cabo numerosos estudios morfológicos y clínicos de las dos niñas, que determinaron que el único órgano vital que compartían era el hígado, a pesar de que la certidumbre total no se pudo tener hasta el momento de la operación.

Los médicos sabían previamente que las niñas tenían cada una su propio aparato digestivo, pero pese a disponer de pruebas radiológicas con mucho detalle, no podían asegurar al 100& que la raíz del intestino no fuera común.

Martínez ha explicado que el cierre cutáneo de piel y músculo era una de las partes más críticas de la operación, sobre todo a la hora de evitar infecciones que pueden provocar la muerte.

No obstante, el tamaño más crecido de las menores pudo suministrar el suficiente contingente de piel y musculatura para cerrar la cicatriz.

Es complicado predecir la edad máxima en que ambas hubieran podido sobrevivir juntas, puesto que una afección grave a una de ellas habría afectado también a la otra, al margen de las incomodidades visibles que ello supone, han explicado los médicos, que han puesto en antecedente el caso de unos siameses americanos unidos por el abdomen que fallecieron más allá de los 60 años.

UNO DE CADA 200.000 CASOS

Los casos de siameses son excepcionales, si bien se da un caso por cada 200.000 nacimientos y, de todos ellos, un 7% presenta una unión abdominal, frente a las uniones de cabeza --con muy mal pronóstico-- y de cadera.

El Vall d'Hebron, el hospital más grande de Catalunya, había llevado a cabo dos intentos fallidos de separación de siamesas en los años 70, unión por el cráneo, y en el 2009, en que se separaron con éxito, pero unas cardiopatías graves provocaron el fallecimiento de las menores.

Igualmente, los últimos antecedentes de éxito en España se encuentran en La Paz de Madrid y el 12 de Octubre de Sevilla, si bien el hospital barcelonés ha establecido relaciones con el Hospital de Riyadh de Arabia Saudí, referente en el mundo en este ámbito junto a otros centros de Philadelphia (EE.UU).

IMPACTO PSICOLÓGICO Y EMOCIONAL

Los médicos se han referido al impacto psicológico y emocional de la separación para las pequeñas que tras casi siete meses mirándose frente a frente, a menudo lloran cuando una permanece de espaldas a la otra, sobre todo al principio.

Acompañada de la abuela de las pequeñas, la madre, actualmente en el paro, ha explicado que ahora las pequeñas se encuentran "más contentas" por poder moverse con independencia, aunque se necesitan mucho.

"Marta echa mucho de menos a Núria, pero Núria en cuanto lleva un rato con ella ya no la quiere ni ver", ha bromeado Meritxell, que ha confesado que desde el primer momento cuando estaba en casa sentía que tenía a dos niñas, pero cuando salía a la calle sólo sentía que tenía a dos siamesas.