XI. RAYOS CÓSMICOS EN CASA

COMO vemos, muchas de las partículas descubiertas en los treintas fueron halladas en los rayos cósmicos. Estos rayos, formados por partículas de muy alta energía, provienen del espacio exterior, como su nombre mismo lo indica. De ahí que con ellos sea difícil realizar observaciones controladas, es decir, experimentos. Por eso, los físicos desde hace más de 50 años buscaron producir, acelerar controladamente y luego detectar las minúsculas partículas que forman el corazón de la materia.

Aunque el primer acelerador fue el tubo de Crookes, que empujaba electrones y que es el antecesor del cinescopio que casi todos tenemos en casa, la física de aceleradores propiamente dicha empieza en 1929 en el Cavendish Laboratory en Cambridge, Inglaterra. Allí, bajo la tutela amistosa y la mirada de tigre bueno de lord Rutherford, dos jóvenes físicos, Cockroft y Walton, consiguieron altos voltajes para acelerar protones hasta una energía de 800 000 eV. Por esas épocas, en el MIT, Van de Graaff desarrolló otro acelerador nuclear, también electrostático, que permitía obtener energías aún mayores.

Quien logró el primer acelerador electromagnético fue Lawrence, inventor del ciclotrón en 1932. Al poner las cargas dentro de un campo magnético se les fuerza a moverse en círculos; luego de cada vuelta se les da un pequeño empujón. Vuelta tras vuelta se repite el proceso, y las partículas adquieren cada vez más energía. En vez de un solo golpe fuerte, como en las máquinas electrostáticas, las partículas reciben muchos golpecitos en sucesión.

En los cuarentas, al ciclotrón sucedieron aceleradores más potentes: primero el sincrociclotrón, luego el sincrotrón, hasta llegar en 1967 a la gran máquina que acelera protones hasta 70 000 millones de electrón-voltios y que instalaron en Serpukhov los soviéticos, y en 1966 al poderoso acelerador lineal de la Universidad de Stanford. Este último tipo de acelerador tiene la ventaja de eliminar pérdidas de energía por radiación, inevitables cuando una partícula cargada da vueltas, tal y como ocurre en los aceleradores circulares. Para reducir esas pérdidas, éstos últimos deben tener radios cada vez más grandes, que ya llegan a muchísimos metros en la actualidad.

En los últimos tiempos la empresa de acelerar partículas se ha convertido en monumental e incluso para países dispuestos a invertir cantidades astronómicas (cada vez más) de pesos, como la Unión Soviética y los Estados Unidos, es muy gravosa. Por ello se han formado consorcios internacionales para diseñar, construir y operar los grandes aceleradores de protones y electrones. La primera —y hasta ahora la más exitosa— de estas asociaciones internacionales fue el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés), cuya sede está en Ginebra y donde muchos descubrimientos importantes para la física de partículas se han hecho.

Más adelante, a lo largo de nuestra historia, describiremos brevemente lo que son los aceleradores más potentes hoy y lo que podrían ser las máquinas de las generaciones futuras. Por el momento, retomemos el relato de la vida en familia de las partículas elementales.