Could we create dark matter? - Rolf Landua

¿Podríamos crear materia oscura? - Rolf Landua

Traductor: Yoshinori Casas Revisor: Georgina Hitchcock

85% of the matter in our universe is a mystery.

El 85 % de la materia en nuestro universo es un misterio.

We don't know what it's made of, which is why we call it dark matter.

No sabemos de qué está hecha, por eso la llamamos materia oscura.

But we know it's out there because we can observe its gravitational attraction

Pero sabemos que está ahí porque podemos observar su atracción gravitacional

en las galaxias y otros cuerpos celestes.

on galaxies and other celestial objects.

We've yet to directly observe dark matter,

Aún no hemos observado directamente la materia oscura

but scientists theorize that we may actually be able to create it

pero los científicos teorizan que podríamos crearla

in the most powerful particle collider in the world.

en el colisionador de partículas más poderoso del mundo.

That's the 27 kilometer-long Large Hadron Collider, or LHC,

El Gran Colisionador de Hadrones, o LHC, de 27 km de largo,

in Geneva, Switzerland.

en Ginebra, Suiza.

So how would that work?

¿Cómo funciona el LHC?

In the LHC, two proton beams move in opposite directions

Dentro de LHC, dos rayos de protones se mueven en direcciones opuestas

and are accelerated to near the speed of light.

y son acelerados hasta casi la velocidad de la luz.

At four collision points, the beams cross and protons smash into each other.

En cuatro lugares de colisión, los rayos se cruzan y los protones se estrellan.

Protons are made of much smaller components called quarks and gluons

Los protones están hechos de partículas más pequeñas llamadas quarks y gluones.

In most ordinary collisions, the two protons pass through each other

En la mayoría de las colisiones, los protones pasan uno a través de otro

without any significant outcome.

sin ningún resultado significativo.

However, in about one in a million collisions,

Sin embargo, aproximadamente en una de cada millón de colisiones,

two components hit each other so violently,

dos partículas se estrellan tan violentamente,

that most of the collision energy is set free

que se libera la mayoría de la energía de la colisión

producing thousands of new particles.

produciendo miles de nuevas partículas.

It's only in these collisions that very massive particles,

Solo en este tipo de colisiones es que se pueden producir,

like the theorized dark matter, can be produced.

partículas muy masivas como las de la teórica materia oscura.

The collision points are surrounded by detectors

Las áreas de colisión están rodeados de detectores

containing about 100 million sensors.

que contienen cerca de 100 millones de sensores.

Like huge three-dimensional cameras,

Como enormes cámaras tridimensionales,

they gather information on those new particles,

recolecta información de las nuevas partículas,

including their trajectory,

incluyendo su trayectoria,

electrical charge,

carga eléctrica,

and energy.

y energía.

Once processed, the computers can depict a collision as an image.

Una vez procesada, las computadoras pueden describir la colisión cómo una imagen.

Each line is the path of a different particle,

Cada línea es la trayectoria de una partícula diferente,

and different types of particles are color-coded.

y cada tipo de partícula se representa con un color.

Data from the detectors allows scientists to determine

Los datos de los detectores permiten a los científicos determinar

what each of these particles is,

cuál de estas partículas es,

things like photons and electrons.

cosas como fotones y electrones.

Now, the detectors take snapshots of about a billion of these collisions per second

Los detectores toman imágenes a mil millones de colisiones por segundo

to find signs of extremely rare massive particles.

para encontrar señales de estas partículas muy masivas y muy raras.

To add to the difficulty,

Para hacerlo más difícil,

the particles we're looking for may be unstable

las partículas que buscamos podrían ser inestables,

and decay into more familiar particles before reaching the sensors.

y se degradarían a partículas más conocidas antes de llegar a los sensores.

Take, for example, the Higgs boson,

Veamos por ejemplo el Bosón de Higgs,

a long-theorized particle that wasn't observed until 2012.

una partícula largamente teorizada que no fue observada hasta 2012.

The odds of a given collision producing a Higgs boson are about one in 10 billion,

La posibilidad de lograr un Bosón de Higgs en una colisión es una en 10 mil millones,

and it only lasts for a tiny fraction of a second

y dura una pequeñísima fracción de segundo

before decaying.

antes de degradarse.

But scientists developed theoretical models to tell them what to look for.

Pero los científicos desarrollaron modelos teóricos que les dicen dónde buscar.

For the Higgs, they thought it would sometimes decay into two photons.

Para el Bosón de Higgs, pensaron que se convertiría en dos fotones.

So they first examined only the high-energy events

Así que primero buscaron los eventos de mucha energía

that included two photons.

que incluían dos fotones.

But there's a problem here.

Pero hay un problema con esto,

There are innumerable particle interactions

hay innumerables interacciones interparticulares

that can produce two random photons.

que pueden producir aleatoriamente dos fotones

So how do you separate out the Higgs from everything else?

Entonces ¿cómo separar el Bosón de Higgs del resto?

The answer is mass.

La respuesta es la masa.

The information gathered by the detectors allows the scientists to go a step back

La información de los detectores permite a los científicos retroceder un paso

and determine the mass of whatever it was that produced two photons.

y determinar la masa de lo que sea que haya producido los dos fotones.

They put that mass value into a graph

Pusieron el valor de la masa en un gráfico

and then repeat the process for all events with two photons.

y repitieron el proceso para todos los eventos con dos fotones.

The vast majority of these events are just random photon observations,

La gran mayoría de estos eventos son observaciones de fotones aleatorios,

what scientists call background events.

lo que los científicos llaman eventos de fondo.

But when a Higgs boson is produced and decays into two photons,

Pero cuando se produce un Bosón de Higgs y se descompone en dos fotones,

the mass always comes out to be the same.

la masa es siempre la misma.

Therefore, the tell-tale sign of the Higgs boson

Entonces la marca del Bosón de Higgs

would be a little bump sitting on top of the background.

es un morrito encima de los eventos de fondo.

It takes billions of observations before a bump like this can appear,

Toma miles de millones de observaciones para que un morrito aparezca,

and it's only considered a meaningful result

y se considera un resultado significativo

if that bump becomes significantly higher than the background.

si el morrito es significativamente más grande que los eventos de fondo.

In the case of the Higgs boson,

En el caso del Bosón de Higgs,

the scientists at the LHC announced their groundbreaking result

los científicos del LHC anunciaron su revolucionario resultado

when there was only a one in 3 million chance

cuando había solo una probabilidad de 1 en 3 millones

this bump could have appeared by a statistical fluke.

de que este morrito apareciera por una casualidad estadística.

So back to the dark matter.

Volvamos a la materia oscura.

If the LHC's proton beams have enough energy to produce it,

Si los rayos de protones del LHC tienen suficiente energía para producirla,

that's probably an even rarer occurrence than the Higgs boson.

es un evento mucho más raro que obtener un Bosón de Higgs.

So it takes quadrillions of collisions combined with theoretical models

Se requieren un millón de trillones de colisiones junto con modelos teóricos

to even start to look.

para solo empezar a buscar.

That's what the LHC is currently doing.

Esto es lo que el LHC está haciendo actualmente.

By generating a mountain of data,

Generando una montaña de datos,

we're hoping to find more tiny bumps in graphs

esperamos encontrar pequeños morros en gráficos

that will provide evidence for yet unknown particles, like dark matter.

que muestren evidencia de partículas desconocidas, como la materia oscura.

Or maybe what we'll find won't be dark matter,

O puede ser que no encontremos materia oscura,

but something else

sino algo diferente

that would reshape our understanding of how the universe works entirely.

que redefiniría nuestro entendimiento de cómo funciona el universo.

That's part of the fun at this point.

En este momento eso hace parte de la diversión.

We have no idea what we're going to find.

No tenemos idea de qué vamos a encontrar.