Buratos negros?

Achegándonos ao LHC

Non hai bases para estar preocupados polas consecuencias que se poidan derivar da xeración no LHC de novas partículas ou formas de materia”.

Asi se teñen manifestado os cinco físicos que constitúen o LHC Safety Assessment Group.

"Todo o que o LHC poida facer xa o ten feito a Natureza moitas veces antes".

O estudo pode ser lido en http://lsag.web.cern.ch/lsag/LSAG-Report.pdf.

Este grupo, que ten traballado anonimamente durante 2007 e a primeira metade do 2008 está formdo por John Ellis, Michelangelo Mangano, Gian Giudice e Urs Wiedemann, do CERN, eIgor Tkachev, do Instituto para a Investigación Nuclear de Moscova.

Algúns científicos críiticos teñen argumentado, non obstante, que o CERN ten ignorado ou menosprezado o risco de que o LHC poida producir un "burato negro" que acabe coa Terra, ou que se poidan crear outras partículas perigosas.

O LHC Safety Assessment Group, sen embargo, desde os seus estudos precisa que raios cósmicos ultra enerxéticos producen colisións equivalentes ás do LHC sobre a Terra e outros obxectos astronómicos de xeito contínuo. “Isto tradúcese en que a Natureza ten xa completado arredor de 1031 programas experimentais LHC desde o comezo do Universo, e as estrelas e as galaxias están aínda aí ”, argumentan.

Os seguintes cálculos pretenden dun xeito sinxelo traer aquí o razonamento do LSAG Report enriba mencionado.


 

Os raios cósmicos son partículas enerxéticas orixinadas no espazo e que colisionan contra a atmosfera da Terra. Case que o 90% deles son protóns, arredor do 9% son núcleos de Helio (partículas alfa) e un 1% son electróns

Os raios cósmicos están bombardeando a atmosfera terrestre contínuamente e cunhas enerxías maiores que as dos protóns no LHC. Logo estes raios poden producir o que se vai xerar nas colisións do LHC.

Imaxe Nasa Website

Calculemos a enerxía necesaria que deben posuir para chocando cun branco fixo (protóns en repouso) na atmosfera, impliquen una enerxía total na colisión de 14 TeV


Debemos utilizar condicións relativistas. Chamemos sistema LHC a aquel no que dous protóns colisionan de frente, e sistema CR (Cosmic Ray) a aquel no que un protón (raio cósmico) colisiona contra un branco fixo (protón en repouso na atmosfera).

Sendo E a enerxía das dúas partículas no sistema e P o momento total, das relacións de invarianza da Teoría Especial da Relatividade temos:

Así, a enerxía equivalente no centro de masas, cando un protón (raio cósmico) colisiona contra a atmosfera, é como mínimo de 14 TeV se a enerxía dese protón é 1017eV  ou maior. 

 


A figura seguinte (tomada de aquí) mostra o espectro enerxético diferencial para os raios cósmicos.  Nos temos que considerar o fluxo total debido a raios cósmicos con enerxía de1017eV ou maior.

Na gráfica está representado o Fluxo diferencial en función da enerxia dos raios cósmicos. Ven sendo unha medida do número de raios cósmicos que inciden en función da súa enerxía por metro cadrado e segundo na atmosfera terreste.

Para obter o Fluxo total no rango de enerxías superior a 1017eV podemos aproximarnos calculando o área do triángulo debuxado.

A altura dese triángulo é ~10-20 partículas/(m2·sr·s·GeV).1 e a súa base é de arredor de 1020eV (1011GeV). Por riba dese valor, o fluxo de raios cósmicos é deprezable.

Logo:

Suporemos que o Sol recibe a mesma cantidade desa clase de raios cósmicos ultra enerxéticos (o campo magnético do Sol é enorme e moi complexo), e que todos os raios cósmicos son protóns. Unha aproximación máis exacta non afectaría para nada á conclusión de que o LHC non supón risco algún para a Terra.

A superficie do Sol é:

Entón, cada segundo o número de colisións, equivalentes enerxía ás do LHC, na superficie do Sol é:

O número de colisións por segundo en ATLAS o CMS  á máxima luminosidade posible é de arredor de:

600 millóns/s   ≃  109 colisións/segundo.

Polo tanto, o Sol sufre cada segundo o mesmo “perigo” que o que haberá debido ás colisións no LHC nese mesmo tempo. Pero esta situación para o Sol ven ocorrendo desde a súa creación. E o Sol aínda existe.

Se ademais consideramos os millóns de estrelas aínda máis grandes que o noso Sol, e polo tanto sufrindo máis colisións, é fácil asumir que verdadeiramente non hai razón para o alarmismo.

Nótese que o razonamento realizado abrangue todas as situacións que teñen sido obxecto de argumentación: buratos negros que acabarían co planeta e obxectos perigosos como monopolos magnéticos, strangletes, burbullas de baleiro, etc.

O perigo real en relación ao LHC son os absurdos e infundados medos difundidos ao través de Internet e os medios de comunicación. Isto xa ten ocurrida noutras épocas da historia, pero agora son obxecto dunha rapidísima difusión, o que pode ter efectos moi perxudiciais para a xenuina investigación científica.

AUTORES


Xabier Cid Vidal, Doutor en Física de Partículas (experimental) pola USC. Research Fellow in experimental Particle Physics no CERN, desde xaneiro de 2013 a decembro de 2015. Actualmente está no Depto de Física de Partículas da USC  ("Ramon y Cajal", Spanish Postdoctoral Senior Grants).

Ramon Cid Manzano, profesor de Física e Química no IES de SAR de Santiago de Compostela, e Profesor Asociado no Departamento de Didáctica das Ciencias Experimentais da USC. É licenciado en Física e en Química, e é Doutor pola Universidade de Santiago (USC).

CERN


CERN WEBSITE

CERN Directory

CERN Experimental Program

Theoretical physics (TH)

CERN Physics Department

CERN Scientific Committees

CERN Structure

CERN and the Environment

LHC


LHC

Detector CMS

Detector ATLAS

Detector ALICE

Detector LHCb

Detector TOTEM

Detector LHCf

Detector MoEDAL

 


NOTA IMPORTANTE

Toda a Bibliografía que foi consultada para esta Sección está indicada na Sección de Referencias

 


© Xabier Cid Vidal & Ramon Cid - rcid@lhc-closer.es  | SANTIAGO |

···