Algunos expertos (y no expertos) han llamado al LHC el microscopio más poderoso del mundo. Me pregunto, ¿qué magnifica el LHC? ¿O llamarlo microscopio es simplemente incorrecto y engañoso?
Bueno, es un microscopio si la palabra se entiende en un sentido generalizado que nos permite aprender sobre la estructura microscópica de algunas cosas. Para comprender la conexión, primero se debe recordar cómo funcionan los microscopios ópticos antiguos.
El principio es bastante simple, arrojas algunas cosas al objeto que te interesa y observas lo que sucede. En la configuración anterior, arrojas fotones (es decir, luz) que luego regresan a ti y registras dónde aterrizaron (obviamente, también necesitas usar algunos métodos ópticos para aumentar las cosas). Esto entonces te muestra la estructura de la materia microscópica. Pero en cierto punto esto deja de funcionar ya que la luz visible tiene una longitud de onda de aproximadamente por lo que realmente no puede detectar nada más pequeño que esto.
Entonces, para aumentar la resolución, comienzas a arrojar cosas más pequeñas (con una longitud de onda más pequeña o una energía equivalentemente mayor) a las cosas. Así que prueba con electrones y neutrones, incluso fotones, pero esta vez con longitudes de onda más cortas (por ejemplo, rayos gamma). Pero a medida que desciende a este nivel diminuto de escalas atómicas y subatómicas, las propiedades cuánticas se manifestarán con fuerza y el viejo enfoque de lanzar fotones y ver qué regresa deja de funcionar.
A nivel cuántico solo puedes predecir probabilidades. Por ejemplo, si golpea algún objeto con un fotón, puede calcular la probabilidad de que se cree cierta partícula (por ejemplo, un pión) y vuele en la dirección dada. Realmente no hay forma de saberlo de antemano. Además, a estas energías se crearán abundantemente nuevas partículas ya que se llega a energías por encima de la masa de esas partículas. Por lo tanto, a estas escalas (y el LHC se encuentra muy profundamente en estas escalas), microscopio significa realmente colisionador.
Agregaría como respuesta a "qué magnifica el LHC": magnifica el microcosmos.
Aunque solo podemos medir probabilidades, el rango es accesible , y cuanto mayor sea la energía, más finos serán los detalles de la región explorada.
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