XI. RAYOS C�SMICOS EN CASA

COMO vemos, muchas de las part�culas descubiertas en los treintas fueron halladas en los rayos c�smicos. Estos rayos, formados por part�culas de muy alta energ�a, provienen del espacio exterior, como su nombre mismo lo indica. De ah� que con ellos sea dif�cil realizar observaciones controladas, es decir, experimentos. Por eso, los f�sicos desde hace m�s de 50 a�os buscaron producir, acelerar controladamente y luego detectar las min�sculas part�culas que forman el coraz�n 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 f�sica de aceleradores propiamente dicha empieza en 1929 en el Cavendish Laboratory en Cambridge, Inglaterra. All�, bajo la tutela amistosa y la mirada de tigre bueno de lord Rutherford, dos j�venes f�sicos, Cockroft y Walton, consiguieron altos voltajes para acelerar protones hasta una energ�a de 800 000 eV. Por esas �pocas, en el MIT, Van de Graaff desarroll� otro acelerador nuclear, tambi�n electrost�tico, que permit�a obtener energ�as a�n mayores.

Quien logr� el primer acelerador electromagn�tico fue Lawrence, inventor del ciclotr�n en 1932. Al poner las cargas dentro de un campo magn�tico se les fuerza a moverse en c�rculos; luego de cada vuelta se les da un peque�o empuj�n. Vuelta tras vuelta se repite el proceso, y las part�culas adquieren cada vez m�s energ�a. En vez de un solo golpe fuerte, como en las m�quinas electrost�ticas, las part�culas reciben muchos golpecitos en sucesi�n.

En los cuarentas, al ciclotr�n sucedieron aceleradores m�s potentes: primero el sincrociclotr�n, luego el sincrotr�n, hasta llegar en 1967 a la gran m�quina que acelera protones hasta 70 000 millones de electr�n-voltios y que instalaron en Serpukhov los sovi�ticos, y en 1966 al poderoso acelerador lineal de la Universidad de Stanford. Este �ltimo tipo de acelerador tiene la ventaja de eliminar p�rdidas de energ�a por radiaci�n, inevitables cuando una part�cula cargada da vueltas, tal y como ocurre en los aceleradores circulares. Para reducir esas p�rdidas, �stos �ltimos deben tener radios cada vez m�s grandes, que ya llegan a much�simos metros en la actualidad.

En los �ltimos tiempos la empresa de acelerar part�culas se ha convertido en monumental e incluso para pa�ses dispuestos a invertir cantidades astron�micas (cada vez m�s) de pesos, como la Uni�n Sovi�tica y los Estados Unidos, es muy gravosa. Por ello se han formado consorcios internacionales para dise�ar, construir y operar los grandes aceleradores de protones y electrones. La primera —y hasta ahora la m�s exitosa— de estas asociaciones internacionales fue el Consejo Europeo para la Investigaci�n Nuclear (CERN, por sus siglas en franc�s), cuya sede est� en Ginebra y donde muchos descubrimientos importantes para la f�sica de part�culas se han hecho.

M�s adelante, a lo largo de nuestra historia, describiremos brevemente lo que son los aceleradores m�s potentes hoy y lo que podr�an ser las m�quinas de las generaciones futuras. Por el momento, retomemos el relato de la vida en familia de las part�culas elementales.