París: Diez años después de su descubrimiento del bosón de Higgs, el Gran Colisionador de Hadrones está a punto de comenzar a romper protones a niveles de energía sin precedentes en su búsqueda para descubrir más secretos sobre cómo funciona el universo.
El colisionador de partículas más grande y poderoso del mundo comenzó a operar nuevamente en abril después de una pausa de tres años para llevar a cabo actualizaciones en preparación para su tercera ronda.
La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) anunció en una conferencia de prensa la semana pasada que operará las 24 horas del día durante casi cuatro años a una capacidad récord de 13,6 billones de electronvoltios, a partir del martes.
Enviará dos haces de protones, partículas en el núcleo de un átomo, en direcciones opuestas a casi la velocidad de la luz alrededor de un anillo de 27 kilómetros (17 millas) enterrado a 100 metros debajo de la frontera entre Suiza y Francia.
El colisionador más poderoso del mundo enviará dos haces de protones en direcciones opuestas a velocidades cercanas a la de la luz
Miles de científicos registrarán y analizarán las colisiones resultantes como parte de un conjunto de experimentos, incluidos ATLAS, CMS, ALICE y LHCb, que utilizarán la fuerza potenciada para explorar la materia oscura, la energía oscura y otros misterios fundamentales.
«Nuestro objetivo es producir 1600 millones de colisiones protón-protón por segundo» para los experimentos ATLAS y CMS, dijo Mike Lamont, Jefe de Aceleradores y Tecnología del CERN.
Esta vez, añadió, los haces de protones se reducirán a menos de 10 micras (el grosor de un cabello humano es de unas 70 micras) para aumentar la tasa de colisión.
La nueva tasa de energía les permitirá seguir buscando el bosón de Higgs, que fue observado por primera vez por el Gran Colisionador de Hadrones el 4 de julio de 2012.
Este descubrimiento revolucionó la física en parte porque el bosón encaja en el Modelo Estándar, la teoría dominante de todas las partículas fundamentales que componen la materia y las fuerzas que las gobiernan.
Sin embargo, varios resultados recientes han planteado dudas sobre el modelo estándar, y el colisionador recientemente actualizado analizará el bosón de Higgs con más profundidad.
«El bosón de Higgs está asociado con algunas de las preguntas abiertas más profundas de la física fundamental en la actualidad», dijo Fabiola Gianotti, directora general del CERN, quien anunció por primera vez el descubrimiento del bosón hace una década.
En comparación con la primera ejecución del colisionador que descubrió el bosón, esta vez habrá 20 veces más colisiones. «Este es un aumento significativo, allanando el camino para nuevos descubrimientos», dijo Lamont.
Todavía queda mucho por aprender sobre el bosón, dijo Joachim Menich, jefe de investigación y computación del CERN. «¿Es la partícula de Higgs realmente fundamental o es un compuesto?» Preguntó.
«¿Es la única partícula similar a Higgs, o hay otras partículas?»
Experimentos anteriores determinaron la masa del bosón de Higgs, así como más de 60 partículas compuestas predichas por el Modelo Estándar, como el tetraquark.
Pero Gian Giudice, jefe del departamento de física teórica del CERN, dijo que observar las partículas es solo una parte del trabajo. «La física de partículas no solo quiere entender cómo, nuestro objetivo es entender por qué», dijo.
Entre los nueve experimentos del Gran Colisionador de Hadrones se encuentran ALICE, que investiga la materia que estuvo presente en los primeros 10 microsegundos después del Big Bang, y LHCf, que usa colisiones para simular rayos cósmicos.
Después de esta ejecución, el colisionador regresará en 2029 como el LHC, aumentando la cantidad de eventos detectables por un factor de 10.
Además, los científicos planean crear un futuro colisionador circular, un anillo de 100 kilómetros de largo que tiene como objetivo alcanzar energías colosales de hasta 100 billones de electronvoltios. Pero por ahora, los físicos esperan ansiosamente los resultados de la tercera ronda del Gran Colisionador de Hadrones. “Ha comenzado una nueva temporada de física”, dijo la Organización Europea para la Investigación Nuclear, CERN.
Publicado en Amanecer, 5 julio 2022
