Los programas de ordenador (QGSJET, EPOS o SIBYLL) utilizados para interpretar el comportamiento de los rayos cósmicos ultraenergéticos (UHECR), cientos de veces más energéticos que el LHC del CERN o que el Tevatrón del Fermilab, se basan en extrapolar los resultados obtenidos con estos colisionadores. Y todo el mundo sabe que extrapolar siempre es pernicioso. Hoy en día se extrapolan las colisiones protón-antiprotón en el Tevatrón a 1’96 TeV c.m. y las colisiones protón-protón en el LHC a 0’9, 2’36, y 7 TeV c.m. ¿Qué pasa si no se tienen en cuenta estas últimas? Los programas de ordenador fallan a la hora de explicarlas (nuevas versiones de programas como PYTHIA y PHOJET han de ser publicadas cada vez que crece la energía de las colisiones). Pero como estos programas se utilizan para entender colisiones cientos de veces más energéticas (normalizando la energía de los rayos cósmicos a la equivalente en colisiones de protones), ¿cómo fallarán estos programas a dichas escalas? ¿Realmente se pueden usar estos programas con seguridad para interpretar las observaciones de rayos cósmicos UHECR? Nos cuentan sus dudas al respecto David d’Enterria et al., «Constraints from the first LHC data on hadronic event generators for ultra-high energy cosmic-ray physics,» ArXiv, 28 Jan 2011; antes también lo hicieron O. Adriani et al., «Early results of the LHCf Experiment and their contribution to Ultra-High-Energy Cosmic Ray Physics,» ArXiv, 7 Dec 2010. Obviamente, aunque podamos tener dudas, no queda otro remedio que utilizar estos programas; D’Enterria et al. nos recomiendan usar siempre la última versión disponible (cuyos parámetros estén ajustados a las colisiones de mayor energía estudiadas en el LHC).

La verdad es que la mayoría de los físicos (y no digamos los legos) no piensan en estas cuestiones. Se da por hecho que el modelo estándar está bien comprendido a todas las energías alcanzables. Se considera que los únicos que tienen que preocuparse de estos asuntos «técnicos» son los que buscan nueva física más allá del modelo estándar en el LHC. Pero saber qué es lo que predice el modelo estándar no es trivial y el uso de programas de ordenador que simulan las desintegraciones y las colisiones de partículas elementales es un requisito imprescindible (a mano es imposible realizar los cálculos). Los parámetros de estos programas dependen de la energía y no pueden ser determinados de forma teórica con precisión. Las primeras colisiones en cualquier nuevo colisionador se utilizan para ajustar dichos parámetros y adaptar los programas a dicho colisionador. Por ejemplo, los ajustes obtenidos para las colisiones protón-antiprotón en el Tevatrón del Fermilab a 1’96 TeV c.m. no pueden ser utilizados para las colisiones protón-protón en el LHC del CERN a 7 TeV c.m., y ¡¡solo hay un factor de 3’5 en la energía de las colisiones!! El año 2010 en el LHC del CERN ha servido para ajustar estos parámetros con gran precisión, algo que agradecen los físicos que estudiarán las colisiones en el LHC durante 2011 y 2012. Pero no sólo ellos, también los que tratan de entender los rayos cósmicos.