Una década del Gran Colisionador de Hadrones
Los protones y los corchos de champán explotaban justo a las afueras de Ginebra hace diez años cuando los científicos celebraban una nueva era en la física de partículas. Echemos un vistazo al exitoso lanzamiento del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y los hitos del mayor experimento científico en la historia de la humanidad.
El 10 de septiembre de 2008, el LHCEnlace externo, el acelerador de partículas más poderoso del mundo, de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), fue puesto en marcha y un rayo inaugural de protones fue guiado con éxito alrededor del túnel circular de 27 kilómetros de imanes superconductores, en las profundidades de la frontera suizo-francesa.
Fue un logro histórico para los miles de científicos, ingenieros y técnicos que habían pasado décadas planificando y construyendo la colosal máquina subterránea, que busca descubrir los secretos de la física moderna y responder preguntas sobre el universo y sus orígenes, recreando las condiciones inmediatamente posteriores al llamado ‘Big Bang’, hace 13 700 millones de años.
Sin embargo, la máquina de 10 000 millones de dólares (9 600 millones de francos) tuvo un comienzo problemático. Apenas unos días después de su inauguración, el proyecto fue suspendido cuando un empalme eléctrico mal soldado se sobrecalentó, causando daños extensos a partes del colisionador a unos 100 metros bajo tierra. Después de las reparaciones -que costaron 40 millones de dólares-, fue puesto en marcha nuevamente en noviembre de 2009 y rápidamente compensó el tiempo perdido.
En el gigantesco colisionador subterráneo, protones de alta energía que viajan en dos haces contra-rotatorios, a una velocidad cercana a la de la luz, se estrellan en cuatro puntos alrededor de la máquina. Los restos son rastreados por enormes detectores y los científicos analizan los resultados.
El CERN dice que las partículas son tan pequeñas que la tarea de hacerlas colisionar es como disparar dos agujas desde una distancia de 10 kilómetros con la precisión suficiente para que se encuentren a medio camino.
En los años siguientes, el LHC funcionó sin problemas, la potencia se incrementó lentamente y la tasa de colisiones de partículas aumentó, proporcionando datos valiosos a los científicos en busca de partículas exóticas.
2012 fue un año de mayores avances para el CERN. El 4 de julio, los científicos anunciaron que tenían una evidencia abrumadora de una nueva partícula: el elusivo bosón de Higgs, la pieza clave del Modelo Estándar de la teoría de la física de partículas sobre el ‘Big Bang’, que se cree que da masa a otros objetos y criaturas en el universo.
El descubrimiento del bosón de Higgs marcó la culminación de décadas de esfuerzo intelectual por parte de muchas personas en todo el mundo. Dos científicos, Peter Higgs, de Gran Bretaña, y François Englert, de Bélgica, recibieron el Premio Nobel de Física por su trabajo sobre la teoría del bosón de Higgs. Pero encontrarlo no es el final de la historia, y los investigadores deben estudiar el bosón de Higgs en detalle para medir sus propiedades.
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El mega-acelerador
Para abordar nuevas preguntas de física y obtener una imagen más clara del mundo subatómico y de nuevos fenómenos como la materia oscura y la energía oscura, el LHC ha sido actualizado desde su operación inicial de tres años, aumentando constantemente la energía y el número de colisiones.
Seis años después de confirmar la existencia del bosón de Higgs, la máquina está sujeta a una revisión -cuyo costo asciende a 1 200 millones de francos- para aumentar su “luminosidad”. Los haces de protones que se rompen juntos serán concentrados para aumentar diez veces el número de colisiones de partículas, proporcionando una mayor posibilidad de detectar algo inusual. Después de la actualización, el CERN dice que el LHC podrá producir 15 millones de bosones de Higgs al año en lugar de los tres millones registrados en 2017.
El LHC está programado para operar hasta el 2040. Pero el CERN ya piensa en su sucesor. Los científicos trabajan en diseños para una máquina de mayor rendimiento, conocida como Futuro Colisionador Circular (FCC) para extender la investigación que lleva a cabo actualmente el LHC.
El FCCEnlace externo tendría una circunferencia de 80 a 100 kilómetros y podría impulsar fuertemente las fronteras de energía e intensidad de los colisionadores de partículas, con el objetivo de alcanzar energías de colisión de 100 electrón-voltios (TeV) en la búsqueda de nueva física. El LHC actualmente funciona a 14 TeV. Un estudio exploratorio de cinco años se lleva a cabo actualmente.
Traducido del inglés por Marcela Águila Rubín
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