Los misterios del universo se descifran gracias a Simatic

¿Por qué se produjo el Big Bang? ¿De qué está hecho el universo? Estos son dos de los grandes interrogantes a los que se intenta dar respuesta en la Organización Europea de Investigación Nuclear o como todos la conocemos, CERN. Este gran laboratorio de la física  acoge a científicos procedentes de todos los rincones del mundo, constituyendo un auténtico modelo de cooperación internacional al servicio de un fin común: incrementar nuestro conocimiento sobre el universo y los compuestos más ínfimos y diminutos, las partículas elementales.

En el gran colisionador de hadrones (LHC), se aceleran partículas a velocidades muy próximas a las de la luz y se hacen chocar en el interior de un detector para estudiar así sus interacciones, lo que permite conseguir densidades de energía y temperaturas similares a las de los primeros instantes de nuestro universo. El LHC fue construido para ayudar a los científicos a responder a ciertas preguntas esenciales de la física de las partículas para las que todavía no hay respuesta como:

• ¿De qué está hecho el 96% del universo? Todas las criaturas y elementos que rodean nuestro día a día están compuestos por partículas ordinarias, denominadas materia, que componen el 4% del Universo. El resto lo forma materia negra y energía oscura que es difícil de analizar salvo que se creen las fuerzas gravitacionales en las que fueron creadas. Gracias al LHC, se está descubriendo la naturaleza de estas partículas.
• ¿Por qué no hay más antimateria? Cuándo se produjo el Big Bang, se creo tanta cantidad de materia como antimateria. No obstante, cuando las estas partículas se encuentran, se aniquilan mutuamente y se transforman en energía. ¿Por qué la naturaleza parece tener preferencia por la materia en detrimento de la antimateria? A esta cuestión, se intenta dar respuesta desde el CERN.
• ¿Cómo era el Universo en sus primeros instantes? Los científicos creen que, en los momentos iniciales del Universo, había más materia de la que hoy conocemos. Por ello, se están reproduciendo las condiciones del Big Bang para descubrir partículas que hoy no existen y que pueden ser claves para entender muchos procesos actuales.
• ¿Existen otras dimensiones? Einstein demostró que las tres dimensiones del espacio están ligadas al tiempo. Teorías más recientes proponen la existencia de otras dimensiones espaciales ocultas.  La teoría de las cuerdas, por ejemplo, postula la existencia de seis dimensiones espaciales suplementarias que todavía no habrían sido observadas.

La información que se obtenga a través del LHC no tiene precedentes y podría incluso revelar resultados completamente inesperados. Los físicos prevén una nueva era de la física que aporte nuevos conocimientos sobre el funcionamiento del Universo. Para procesar tanta cantidad de datos, se necesita de un potente software que ayude a registrar la información de manera rápida y eficiente para dibujar las conclusiones correctas de los estudios. El CERN cuenta con uno de los sistemas automatizados más grandes del mundo gracias a la instalación de 600 controles Simatic de Siemens.

Todos los días, los diversos componentes de la instalación generan más de 100 terabytes de datos de funcionamiento. Simatic reconoce los patrones de ciertos mensajes y descubre las relaciones entre ellos. El software aprende qué eventos conducen a defectos de modo que puede predecirlos, lo que permite a los operadores evaluar mejor los datos y tomar las decisiones correctas más rápidamente. Además, se reduce el tiempo de detección de errores en las instalaciones y mejora la planificación de los experimentos. Antes de Simatic, se podía tardar hasta dos semanas en descubrir qué fallaba y solucionarlo.

El CERN cuenta con cuatro experimentos principales (ATLAS, ALICE, LHCb, CMS) cuyos sistemas de vacío, abastecimiento de gas, refrigeración y suministro de energía se encuentran automatizados. Los componentes de todas estas instalaciones transmiten, continuamente, un gran número de informes de situación y señales de advertencia. La mayoría de los mensajes son irrelevantes. El desafío se encuentra  en evaluar la importancia de los eventos que se producen y solucionar las alarmas que son realmente importantes.

La Unidad de Investigación de Siemens (CT) ha desarrollado un software que analiza grandes cantidades de información y descubre las interrelaciones y patrones que esconden. Mediante la comparación de datos históricos y actuales, el software aprende a valorar la importancia de los acontecimientos e identificar patrones que presagian incidentes importantes. Otro método, conocido como el razonamiento lógico, saca conclusiones de estos diagnósticos para que el programa pueda acumular una valiosa experiencia.

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