Diez años después de que descubrió el 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 revelar más secretos sobre cómo funciona el universo. El colisionador de partículas más grande y poderoso del mundo volvió a funcionar en abril después de una pausa de tres años para realizar actualizaciones en preparación para su tercera ejecución.
A partir del martes, funcionará las 24 horas del día durante casi cuatro años con una energía récord de 13,6 billones de electronvoltios, anunció la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en una rueda de prensa la semana pasada. 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 enterrado a 100 metros bajo la frontera franco-suiza. Miles de científicos registrarán y analizarán las colisiones resultantes como parte de una serie de experimentos, incluidos ATLAS, CMS, ALICE y LHCb, que utilizarán la potencia mejorada para investigar la materia oscura, la energía oscura y otros misterios fundamentales.
1.600 millones de colisiones por segundo
“Nuestro objetivo es producir 1.600 millones de colisiones protón-protón por segundo” para los experimentos ATLAS y CMS, dijo el jefe de tecnología y aceleradores del CERN, Mike Lamont.
Esta vez, los haces de protones se reducirán a menos de 10 micrones (un cabello humano tiene un grosor de alrededor de 70 micrones) para aumentar la tasa de colisión, agregó. La nueva tasa de energía les permitirá investigar más a fondo el bosón de Higgs, que el Gran Colisionador de Hadrones observó por primera vez el 4 de julio de 2012.
El descubrimiento revolucionó la física en parte porque el bosón encajaba dentro del Modelo Estándar, la teoría principal de todas las partículas fundamentales que componen la materia y las fuerzas que las gobiernan. Sin embargo, varios hallazgos recientes han planteado preguntas sobre el modelo estándar, y el colisionador recientemente actualizado analizará el bosón de Higgs con más profundidad.
“El bosón de Higgs está relacionado con algunas de las preguntas abiertas más profundas de la física fundamental actual”, dijo la directora general del CERN, Fabiola Gianotti, 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.
Joachim Mnich, director de investigación y computación del CERN, dijo que aún quedaba mucho por aprender sobre el bosón.
“¿Es el bosón de Higgs realmente una partícula fundamental o es un compuesto?” preguntó.
“¿Es la única partícula similar a Higgs que existe, o hay otras?”
‘Nueva temporada de la física’
Experimentos anteriores han determinado 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 partículas es solo una parte del trabajo.
“La física de partículas no quiere simplemente entender el cómo, nuestro objetivo es entender el por qué”, dijo.
Entre los nueve experimentos del Gran Colisionador de Hadrones se encuentra ALICE, que investiga la materia que existió en los primeros 10 microsegundos después del Big Bang, y LHCf, que usa las colisiones para simular rayos cósmicos. Después de esta ejecución, el colisionador volverá en 2029 como el LHC de alta luminosidad, aumentando la cantidad de eventos detectables en un factor de 10.
Más allá de eso, los científicos están planeando un Colisionador Circular del Futuro, un anillo de 100 kilómetros que tiene como objetivo alcanzar energías de la friolera de 100 billones de electronvoltios. Pero por ahora, los físicos están esperando ansiosamente los resultados de la tercera carrera del Gran Colisionador de Hadrones.
“Comienza una nueva temporada de la física”, dijo el CERN.
Fuente: Science Alert.
