Física de Partículas en la Ciencia y la Sociedad

Los aceleradores más poderosos del mundo, que están entre los dispositivos experimentales más grandes y tecnológicamente sofisticados jamás construidos, son máquinas impresionantes que involucran notables hazañas de la ingeniería. También han generado olas de innovaciones tecnológicas y aplicaciones en todas las ciencias y en la sociedad.

Un ejemplo notable en los años recientes fue el desarrollo de los protocolos clave que apuntalaron la World Wide Web. Construida en la columna vertebral de la ya existente Internet, esta nueva forma de compartir información ha revolucionado la forma en la que el mundo se comunica y hace negocios. Estos protocolos fueron desarrollados inicialmente por un investigador en el CERN, buscando mejores formas para que un gran grupo de físicos de partículas pudieran compartir información y colaborar en experimentos.

Los pequeños generadores utilizados en los hospitales para generar (Valga la redundancia) rayos X para los tratamientos con radiación vienen de diseños desarrollados por la física de partículas. Estos diseños han sido mejorados y refinados por un investigador en tecnologías de aceleradores para que la ciencia continúe a la vanguardia para ser aplicada en medicina. Varios miles pacientes son tratados diariamente con radiación obtenida de aceleradores de electrones. Los aceleradores también son utilizados para producir radioisótopos para tratamientos, equipos de diagnóstico, investigación y tecnologías desarrolladas para la detección de partículas en experimentos de física de alta energía que puedan tener aplicaciones en la medicina.

Cuando las partículas de energía cargadas pasan a través de caminos curvos en un campo magnético, generan radiación. La capacidad de los aceleradores para producir haces de rayos X o fotones de diferentes energías ha generado aplicaciones a través de un amplio rango de ciencias. Cada año, más de 50,000 investigadores alrededor del mundo, de diferentes disciplinas científicas utilizan estos poderosos haces de luz para gestionar sus experimentos. Los aceleradores de rayos X proporcionan, por ejemplo, la capacidad para descifrar la estructura de las proteínas y otras macromoléculas biológicas, o para encontrar rastros de impurezas en el ambiente o en la superficie de un chip de silicio. La ciencia producida por estos experimentos ha encontrado aplicaciones tanto en la industria como en la medicina.

En general, la física de partículas contribuye a (Y depende de) los avances en otras áreas de la física (Como la física nuclear y la física de materia condensada) y muchos otros campos científicos, que incluyen, pero no se limitan a ciencias de materiales, computación, biología, química y nanociencias. La salud de la ciencia requiere soporte o apoyo de todas las partes de esta telaraña interconectada.

Los retos técnicos afrontados por los físicos de partículas (Tales como procesar millones de señales rápidamente, utilizando computadoras distribuidas para resolver problemas complejos, generar campos electromagnéticos o confinar partículas cargadas) ha generado muchas tecnologías derivadas. La física de partículas también ha contribuido en forma importante en las matemáticas, aún cuando las matemáticas se han utilizado para entender las estructuras teóricas que describen las partículas.

En la industria, los aceleradores son utilizados para investigación y desarrollo, manufactura, análisis y control de procesos. Por ejemplo, los haces de los aceleradores son utilizados para alterar la composición de los materiales y mejorar las características de los productos. El rango de uso de los aceleradores va desde el fechar muestras arqueológicas hasta la simulación de rayos cósmicos para determinar el impacto de la radiación en equipos electrónicos.

Finalmente, dado que los físicos de partículas han conducido algunas de las cuestiones más profundas que los humanos podemos preguntar, esto termina resonando fuertemente con el público en general. La estantes de las librerías, en la sección de ciencias están repletas de exposiciones populares de la actual comprensión de estos temas, y muchos jóvenes se sienten atraídos por la ciencia, porque están interesados en los temas abordados por la física de partículas.