A gran profundidad bajo tierra, cerca de Lago Lemán, gigantescos detectores filtran en el acelerador de partículas "Gran Colisionador de Hadrones" del CERN, la Organización Europea para Investigación Nuclear, la corriente de partículas subatómicas y recopilan cantidades ingentes de datos que después son evaluados por potentes algoritmos. Las modernas tecnologías hacen visible en el macrocosmos aquello que en el microcosmos mantiene unido al universo, tal como lo conocemos.
Un hito en la física de partículas fue el descubrimiento de la partícula subatómica denominada "bosón de Higgs" en el año 2012 en el CERN. La existencia de esta partícula ya fue predicha por los científicos Robert Brout, François Englert y Peter Higgs en los años 60 del siglo pasado. Según el modelo estándar de la física válido en aquella época, esta partícula no debería tener, de hecho, masa alguna. En principio, las partículas subatómicas deberían moverse a la velocidad de la luz. Sin embargo, esto implicaría que no tendrían masa alguna. No obstante, los tres investigadores desarrollaron la teoría del campo de Higgs. El campo de Higgs ralentiza las partículas más pequeñas –de forma similar a canicas que se desplazan a través de miel– y les confiere inercia y, con ello, masa. Esta es, al menos, la suposición. Y, efectivamente, 50 años después llegó el momento: en experimentos en el LHC se aceleraron protones hasta casi la velocidad de la luz para hacerlos colisionar unos contra otros. Al hacerlo se desprendieron bosones de Higgs del campo de Higgs, lo que hizo posible detectarlos y medirlos. Se acababa de demostrar la existencia de la materia. En el año 2013, Higgs y Englert recibieron el Premio Nobel de Física. Brout murió en el 2011.
Investigar en el CERN significa trabajar en dimensiones impresionantes. Fundado en 1954 y financiado por 22 estados con casi mil millones de euros al año, este centro de investigación ocupa a más de 2500 científicos. Cerca de 12 000 científicos invitados de todo el mundo trabajan en experimentos en el CERN. El mayor laboratorio del mundo para física de partículas es responsable de varios aceleradores interconectados, los cuales ponen a disposición diferentes tipos de partículas para una gran variedad de experimentos. Entre ellas se encuentran muones para la investigación de la estructura del protón, iones pesados para la creación de nuevos estados de la materia y haces radioactivos de iones para la observación de núcleos exóticos.
El acelerador de partículas más grande y potente del mundo es el LHC. Está situado a unos 100 metros de profundidad bajo la tierra en un túnel circular de 27 kilómetros de circunferencia. El LHC emplea potentes campos eléctricos para transferir energía a haces de partículas, a los cuales guía a través de la instalación mediante campos magnéticos. Cuando esto ocurre, las partículas absorben cada vez más energía de aceleración hasta que se desplazan por el LHC a velocidad cercana a la de la luz, completando 11 245 vueltas por segundo. Cuando colisionan, cuatro gigantescos detectores –CMS, ATLAS, ALICE y LHCb– registran lo que ocurre.
El detector CMS es un dispositivo de detección de alta tecnología con una longitud de 21 metros, un diámetro de 15 metros y un peso de 12 500 toneladas. Está compuesto por 100 millones de elementos de medición, realiza hasta 40 millones de mediciones por segundo y está considerado como uno de los instrumentos científicos más complejos y precisos que jamás se haya construido. Para evitar errores de medición, todos los factores de influencia deben encontrarse dentro de tolerancias definidas.
Entre estos factores también se encuentra la composición del aire ambiente y respirable en las cavernas subterráneas en las que se realizan los experimentos. Por ello, para garantizar un estado constantemente perfecto se toman y analizan muestras de aire en más de 100 puntos de medición dentro y fuera del detector. Esto es particularmente importante porque la palabra "Compact", contenida en el nombre CMS, también hace referencia a que no es posible intervenir rápidamente en cualquier punto deseado del detector. En el caso de que se produjera una situación crítica, como una fuga de gas o un incendio en el interior del detector, se tardaría hasta 2 semanas en acceder a las áreas interiores a través de aberturas de emergencia.