¿Qué pasaría si meto la mano en un acelerador de partículas?

En ocasiones anteriores hemos hablado de la utilidad de los aceleradores de partículas en la investigación científica. Estos instrumentos son capaces de hacer chocar dos átomos a gran velocidad, hasta llegar a un 99.99% de la velocidad de la luz (velocidad alcanzada por el LHC del CERN, el acelerador de partículas más moderno en la actualidad). Un choque entre átomos a esta velocidad aporta energía suficiente para fusionar átomos creando elementos nuevos, o detectar qué partículas forman un átomo comprobando los restos del “accidente”.

Y ahora vamos a formular una pregunta interesante e inquietante: ¿qué pasaría si metiese la mano en medio del haz de átomos cuando alcanzasen la máxima velocidad? (Como pequeño adelanto: no lo hagas).

No somos los primeros en formularnos esta pregunta, a la que el CERN respondió que no sería posible en sus instalaciones, ya que abrir alguna puerta del acelerador supondría la detención inmediata del experimento. Pero podemos realizar un ejercicio de imaginación y pensar que sucedería en caso de esquivar todas las medidas de seguridad y meter nuestra mano para “jugar” con el haz de átomos.

En 1909, Ernest Rutherford realizó un experimento en el que bombardeaba partículas alfa contra una fina membrana de oro. Contra todo pronóstico, solamente una pequeña parte de las partículas golpeaba la membrana (y acababa rebotando), la mayoría de ellas lograban atravesar la membrana sin modificar su trayectoria y sin realizar un agujero en la placa. Este experimento fue crucial a la hora de entender la estructura de los átomos, ya que si la mayor parte de las partículas logran atravesar una lámina de átomos, es porque los átomos deben estar “vacíos” en su mayor parte. Esto provocó la creación del modelo atómico de Rutherford, en el cual el núcleo se encuentra en el centro y los electrones giran alrededor de él. En este modelo, las partículas pueden cruzar la lámina a través de los huecos del átomo, como el plancton pasaría a través de una red.

Si sustituimos la fina lámina de oro por nuestra mano, el daño que sufriríamos dependería de cuantos protones chocasen contra nosotros y cuantos nos atravesasen. Un porcentaje importante de los átomos serían capaces de esquivar a los átomos que forman nuestra mano y no nos provocarían daños, pero los que impactasen contra el núcleo de nuestros átomos lo harían con tanta fuerza que serían capaces de provocarnos un agujero. Si únicamente disparásemos un átomo, habría pocas posibilidades de que nos impactase, pero en un haz del acelerador de partículas se suelen disparar 320 trillones de átomos, así que se puede decir que con bastante seguridad el haz de átomos atravesará tu mano dejando un agujero.

Otra propiedad curiosa de este incidente sería la forma de la herida. No se formaría un agujero redondo y limpio, sino un cono. Los átomos que contactasen contra los átomos de nuestra mano se desviarán ligeramente de su trayectoria, provocando destrozos en un ángulo diferente al del comienzo. Si examinásemos la herida, veríamos un pequeño orificio de entrada y un orificio grande de salida provocado por esta dispersión.

Los más escépticos se preguntarán si realmente puedo extrapolar los resultados del experimento de Rutherford a un accidente de este estilo, cuando cambia tanto el grosor del objeto como la velocidad de las partículas disparadas. Las consecuencias son conocidas debido a un caso real, el único accidente de este tipo ocurrido con un acelerador de partículas. En 1978, un investigador de 36 años llamado Anatoli Burgorski introdujo accidentalmente la cabeza frente a un rayo de protones en el sincrotrón U-70 en Rusia (un acelerador de partículas cien veces menos potente que el LHC). El haz de protones le atravesó la cabeza dejando un agujero que le produjo parálisis facial y ataques epilépticos, pero no la muerte. Curiosamente Burgorski volvió a trabajar en el proyecto una vez se recuperó del trauma inicial.

Ya sabemos que no debemos meter la mano en un acelerador de partículas, pero es curioso lo inocuos que se consideran en algunas películas. En Iron Man 2, Tony Stark construye un acelerador de partículas casero, una miniatura del LHC y representan el haz de átomos como un simple láser de feria. Si supieran los guionistas la destrucción que puede causar, probablemente lo hubieran introducido como arma.

Fuente e Imágenes | Popular Science, Wikipedia