Historia

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¿De qué está hecha la materia? ¿Qué es la luz? ¿Por qué los objetos tienen masa? ¿Cómo interactúan los elementos más básicos del universo? ¿Qué ocurrió en el inicio del cosmos? Y, sobre todo, ¿cómo aporta a nuestra vida diaria el responder a estas preguntas?

Estas son algunas de las preguntas que se plantea el instituto Saphir.

El Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de Altas Energías, Saphir, es un centro de investigación científica financiado por la Iniciativa Científica Milenio (ICM) y albergado por la Universidad Técnica Federico Santa María, la Universidad Andrés Bello, la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad de La Serena y la Universidad de Tarapacá. En el instituto Saphir trabajan científicas y científicos que buscan aunar todos los esfuerzos de investigación en física subatómica conectados al CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear), desentrañando los misterios que se esconden en el universo más pequeño que los átomos.

Instrumentos para recrear el Big Bang

Hoy sabemos que todo lo que podemos ver está compuesto de 12 partículas elementales: seis tipos de quarks, tres tipos de neutrinos y tres tipos de leptones. Además, hay cuatro partículas que median en la interacción entre las partículas elementales y el bosón de Higgs, que le da masa a la mayoría de las partículas. Sabemos también que la materia común, aquella que podemos ver, tocar o captar con nuestros instrumentos, constituye solo un 4% del total de la energía del universo: el 96% restante es “materia oscura” y “energía oscura”. Pero, ¿cuál es la naturaleza de estos elementos “oscuros”?

Gran parte de lo que sabemos y de lo que deseamos descubrir sobre la naturaleza de las partículas subatómicas lo hemos descubierto a través de aceleradores de partículas. Y, de ellos, el más grande e importante del mundo es el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), ubicado en Ginebra, Suiza. El Gran Colisionador de Hadrones acelera protones en direcciones opuestas, casi a la velocidad de la luz en un túnel de 27 km, y los hace colisionar en un detector llamado Atlas. La colisión en Atlas replica las condiciones del Big Bang. Es decir, del momento en que se creó el universo. Podríamos decir entonces que Atlas es un supertelescopio que nos permite observar el Big Bang y un supermicroscopio que nos permite estudiar las partículas más pequeñas que conocemos.

Investigadores del Instituto Milenio Saphir participaron en la construcción del colisionador desde sus inicios.

Atlas es uno de los artefactos científicos más complejos jamás creados por el ser humano: tiene 44 metros de largo y 22 de diámetro, y pesa 7.000 toneladas. Es decir, es casi tan largo como dos canchas de tenis, tiene la altura de un edificio de ocho pisos y es más pesado que tres transbordadores espaciales como el Atlantis al momento del despegue (es decir, con los boosters y el estanque de combustible llenos). Su creación, uso y mejoras involucra 232 instituciones de 38 países. Y uno de esos países es Chile.

El director del Instituto Milenio Saphir, Sergey Kuleshov, es uno de los científicos que participó en la construcción de Atlas desde sus inicios. Y el equipo de Saphir es el único grupo de física en Latinoamérica contratado por el experimento Atlas para fabricar insumos que lo actualicen y mejoren su desempeño.

Tecnología para revolucionar el mundo

Entender el funcionamiento de los bloques fundamentales de la materia es un desafío tan grande y complejo, que necesita el desarrollo de nuevas y complejas tecnologías. Tecnologias que, de hecho, tienen aplicación incluso fuera del ámbito de la física. La investigación del CERN y de la física de partículas ha permitido desarrollar tecnologías médicas como la tomografía por emisión de positrones y la medicina nuclear. Además, el trabajo del CERN ha revolucionado la informática y la comunicación digital. De hecho, la World Wide Web nació en el CERN, en 1989: fue creada para compartir información de forma rápida y automática entre grupos de investigación y universidades de todo el mundo. En 1993, el CERN liberó el software de la World Wide Web al dominio público y, posteriormente, la hizo disponible a través de una licencia abierta, lo que permitió el florecimiento de la red.

Actualmente, el CERN e iniciativas que colaboran con ese centro, como el Instituto Milenio Saphir, siguen investigando lo más profundo del mundo de la física, no solo para entender mejor las leyes del universo, sino también para desarrollar nuevas tecnologías y aplicaciones con el potencial de revolucionar el mundo.

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Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de Altas Energías, Saphir.
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