La nueva y ambiciosa etapa del acelerador de partículas más potente del mundo

El LHC (Large Hadron Collider, o Gran Colisionador de Hadrones), el mayor y más potente acelerador de partículas del mundo, ha vuelto a ponerse en marcha tras una pausa de más de tres años empleada para realizar en él trabajos de mantenimiento, consolidación y mejora. El 22 de abril, dos haces de protones circularon en direcciones opuestas por el anillo de 27 kilómetros del LHC con una energía de inyección de 450.000 millones de electronvoltios (450 GeV).

Unos haces piloto circularon por el LHC durante un breve periodo en octubre de 2021. Sin embargo, los haces que circularon el 22 de abril marcan no solo el final de la segunda parada larga del LHC, sino también el comienzo de los preparativos para cuatro años seguidos de recolección de datos de física. Se espera que este periodo de cuatro años comience este verano.

Hasta entonces, los expertos del LHC trabajarán contrarreloj para volver a poner en marcha la compleja y extensa maquinaria del LHC de forma progresiva y para aumentar de modo seguro la energía de los haces, que llegará a ser de 13,6 billones de electronvoltios (13,6 TeV), un valor récord en este campo.

Este tercer ciclo del LHC permitirá a los experimentos de la máquina recoger datos de las colisiones no solo a una energía récord, sino también en una cantidad sin precedentes. Se espera que los experimentos ATLAS y CMS reciban cada uno más colisiones durante este tercer ciclo que en los dos anteriores juntos, mientras que LHCb, que se sometió a una renovación completa durante la parada, probablemente vea multiplicarse por tres su recuento de colisiones. Por su parte, ALICE, un detector especializado en el estudio de las colisiones de iones pesados, puede esperar un aumento de cincuenta veces en la cantidad total de colisiones de iones registradas, gracias a la reciente finalización de una importante mejora.

Esta cantidad sin precedentes de colisiones permitirá estudiar el bosón de Higgs con gran detalle y someter el Modelo Estándar de la física de partículas y sus diversas extensiones a las pruebas de validez más estrictas hasta la fecha.

Un sector del interior del túnel del LHC. (Foto: CERN / Samuel Joseph Hertzog)

Otras cosas que se esperan en el tercer ciclo son el funcionamiento de dos nuevos experimentos, FASER y SND@LHC, diseñados para buscar física más allá del Modelo Estándar; colisiones especiales protón-helio para medir la frecuencia con la que se producen los homólogos de antimateria de los protones en estas colisiones; y colisiones con iones de oxígeno que mejorarán el conocimiento sobre la física de los rayos cósmicos y el plasma de quarks-gluones, un estado de la materia que existió poco después del Big Bang, la “explosión” colosal con la que nació el universo. (Fuente: NCYT de Amazings)