Tecnología España , Valladolid, Lunes, 21 de septiembre de 2009 a las 19:00

Científicos vallisoletanos trabajan en el control de la temperatura criogénica del LHC

Buscan sistemas automáticos de alta precisión capaces de operar en las condiciones extremas que requiere el acelerador de partículas

Cristina G. Pedraz/DICYT Científicos del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Valladolid trabajan en el control de la temperatura criogénica del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), el acelerador de partículas del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) que ha revolucionado el panorama científico internacional con su intento de recrear las condiciones existentes tras el Big Bang, es decir, en el origen del universo. Los investigadores vallisoletanos buscan sistemas de control de alta precisión capaces de operar en las condiciones extremas que requiere el LHC, temperaturas muy próximas al cero absoluto.

 

Según ha explicado a DiCYT César de Prada, catedrático del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Facultad de Ciencias de Valladolid y responsable del grupo de excelencia de Control y supervisión de procesos, la colaboración surgió hace aproximadamente diez años, cuando se envió a Ginebra a un miembro del equipo para la realización de su tesis doctoral.

 

El LHC tiene unos 27 kilómetros de largo y necesita ser enfriado “por debajo de los grados kelvin absolutos, a menos 151-172 grados”, para que los electroimanes que lo forman permanezcan en estado de superconducción. Este estado posibilita que los dos haces de protones fluyan sin resistencia (casi a velocidad de la luz) hacia el punto de colisión y se cree un campo magnético potente con imanes relativamente pequeños.

 

La aportación de los científicos vallisoletanos se centra en dotar al proyecto “de nuevos métodos de control de esta temperatura criogénica, sistemas de alta precisión que sino tuvieran control automático avanzado no podrían funcionar”, asegura De Prada, ya que “las condiciones de operación son tan extremas que un proceso manual no sería viable”. La temperatura criogénica es aquella en la que el nitrógeno alcanza la ebullición (a algo más de 195 grados bajo cero), algo que se logra sumergiendo el material a enfriar en nitrógeno líquido. No obstante, si se sustituye el nitrógeno por helio líquido se puede alcanzar la temperatura de ebullición de éste, unos 268 grados bajo cero, que es la que se quiere obtener en el colisionador de Ginebra para una mayor eficiencia del material conductor.


Estudio de sistemas

 

Tal y como explica César de Prada, la metodología es similar en todos los desarrollos de control automático, ya que se busca “que algo opere de una manera determinada sin intervención humana directa”. “Primero se estudian los sistemas, después se tratan de sacar modelos matemáticos y se analizan, puesto que nos indican cómo se comportan dinámicamente los procesos, y por último se buscan soluciones de control y optimización en el terreno de las matemáticas, normalmente ordenadores conectados a los procesos”, señala.

 

La magnitud del proyecto gestado en Ginebra es tal, que alrededor de 10.000 científicos de más de 500 centros de investigación del mundo participan en él, y ha supuesto dos décadas de trabajo en su diseño y una inversión de más de 4.000 millones de euros. Hace ya meses, una fuga de helio frustró el primer intento del experimento, considerado por gran parte de la comunidad científica mundial el más ambicioso de la historia de la Ciencia, aunque está previsto que se repita en un breve plazo.

 

En busca del bosón de Higgs
El mayor interés del proyecto radica en el posible descubrimiento del bosón de Higgs, una partícula elemental hipotética cuya existencia está prevista en el modelo estándar de la física de partículas, pero que hasta el momento no ha sido observada. El bosón de Higgs ayudaría a desentrañar el origen de la masa de las partículas, es decir, a identificar los "ladrillos" esenciales que componen la materia del Universo y, por ende, el propio ser humano.