El colisionador de part\u00edculas m\u00e1s grande del mundo se est\u00e1 preparando para aplastar \u00e1tomos con m\u00e1s fuerza que nunca. Despu\u00e9s de una pausa de tres a\u00f1os de mantenimiento programado, actualizaciones y demoras por la pandemia, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se est\u00e1 preparando para encenderse para su tercer per\u00edodo experimental, y el m\u00e1s poderoso hasta el momento.<\/p>\n\n\n\n
Si todas las pruebas y controles iniciales a partir de este mes van bien, los cient\u00edficos comenzar\u00e1n los experimentos en junio y aumentar\u00e1n lentamente a plena potencia a fines de julio, dijeron los expertos a Live Science. La nueva ejecuci\u00f3n finalmente podr\u00eda revelar las versiones “diestras” largamente buscadas de part\u00edculas fantasmales llamadas neutrinos, encontrar las escurridizas part\u00edculas que componen la materia oscura, que ejerce la gravedad pero no interact\u00faa con la luz, e incluso ayudar a explicar por qu\u00e9 existe el universo.<\/p>\n\n\n\n
\u201cLa realizaci\u00f3n de la denominada Parada Larga 2, prevista inicialmente para dos a\u00f1os pero ampliada en un a\u00f1o debido a la pandemia del COVID-19, brind\u00f3 la oportunidad de desplegar las innumerables operaciones de mantenimiento, tanto preventivo como correctivo, que est\u00e1n necesario para operar una m\u00e1quina tan compleja de 27 kil\u00f3metros de largo”, dijo a Live Science Stephane Fartoukh, f\u00edsico de la Organizaci\u00f3n Europea para la Investigaci\u00f3n Nuclear (CERN), que opera el LHC. Desde 2008, el LHC ha hecho chocar \u00e1tomos a velocidades incre\u00edbles para encontrar nuevas part\u00edculas, como el bos\u00f3n de Higgs, una part\u00edcula elemental y la \u00faltima pieza que falta en el modelo est\u00e1ndar que describe las fuerzas y part\u00edculas fundamentales en el universo. En la pr\u00f3xima tercera ejecuci\u00f3n, las capacidades mejoradas del colisionador se centrar\u00e1n en explorar las propiedades de las part\u00edculas en el modelo est\u00e1ndar, incluido el bos\u00f3n de Higgs, y buscar evidencia de materia oscura.<\/p>\n\n\n\n
Adem\u00e1s de otras tareas, el experimento ATLAS, el detector de part\u00edculas m\u00e1s grande del LHC, intentar\u00e1 responder una pregunta que ha intrigado a los cient\u00edficos durante d\u00e9cadas: \u00bfPor qu\u00e9 todos los neutrinos detectados hasta ahora son zurdos?<\/p>\n\n\n\n
La mayor\u00eda de las part\u00edculas vienen en sabores para diestros y zurdos, que describen c\u00f3mo las part\u00edculas giran y se mueven, y se cree que tienen gemelos de antimateria, que tienen la misma masa pero la carga el\u00e9ctrica opuesta. En teor\u00eda, los neutrinos dextr\u00f3giros deber\u00edan existir, pero nadie ha encontrado nunca un esquivo neutrino dextr\u00f3giro, un antineutrino dextr\u00f3giro o un gemelo de antimateria de un neutrino ordinario, seg\u00fan Fermilab. ATLAS estar\u00e1 a la caza de un pariente izquierdo propuesto para el neutrino llamado lept\u00f3n neutral pesado, seg\u00fan un comunicado de la Colaboraci\u00f3n ATLAS.<\/p>\n\n\n\n
“Estoy emocionada de obtener datos nuevamente y ver lo que podemos ver en las diferentes b\u00fasquedas”, dijo Rebeca Gonz\u00e1lez Su\u00e1rez, f\u00edsica del CERN, coordinadora de educaci\u00f3n y divulgaci\u00f3n de la Colaboraci\u00f3n ATLAS y profesora asociada en la Universidad de Uppsala en Suecia a Live Science. “Tal vez haya una sorpresa all\u00ed”.<\/p>\n\n\n\n
La pr\u00f3xima ejecuci\u00f3n del LHC tambi\u00e9n presentar\u00e1 dos nuevos experimentos de f\u00edsica: el detector de dispersi\u00f3n y neutrinos (SND) y el experimento de b\u00fasqueda directa (FASER). FASER utilizar\u00e1 un detector ubicado a 480 metros del lugar de la colisi\u00f3n para el experimento ATLAS, con el objetivo de recolectar part\u00edculas ex\u00f3ticas desconocidas que pueden viajar largas distancias antes de descomponerse en part\u00edculas detectables, por ejemplo, part\u00edculas masivas que interact\u00faan d\u00e9bilmente y que apenas interact\u00faan con la materia y podr\u00eda formar materia oscura.<\/p>\n\n\n\n
El subdetector de FASER, FASER\u03bd y SND tendr\u00e1n como objetivo detectar neutrinos de alta energ\u00eda, que se sabe que se producen en el lugar de la colisi\u00f3n pero nunca se han detectado. Tales detecciones ayudar\u00e1n a los cient\u00edficos a comprender estas part\u00edculas con mayor detalle que nunca.<\/p>\n\n\n\n
Y tambi\u00e9n pueden abordar otro enigma. Se cree que la materia y la antimateria se produjeron en cantidades iguales en el Big Bang. En teor\u00eda, eso significa que deber\u00edan haberse aniquilado al contacto, sin dejar nada atr\u00e1s. Sin embargo, nuestro universo existe y es principalmente materia.<\/p>\n\n\n\n
“Estos dos experimentos intentan resolver algunos de los mayores acertijos de la f\u00edsica, como la naturaleza de la materia oscura, el origen de las masas de neutrinos y el desequilibrio entre la materia y la antimateria en el universo actual”, dijo Fartoukh a Live Science por correo electr\u00f3nico. <\/p>\n\n\n\n
Las nuevas actualizaciones permitir\u00e1n que el LHC aplaste part\u00edculas con m\u00e1s fuerza que nunca, hasta una energ\u00eda de 6,8 teraelectronvoltios, un aumento sobre el l\u00edmite anterior de 6,5 teraelectronvoltios, lo que podr\u00eda permitir que el LHC vea nuevos tipos de part\u00edculas. El LHC tambi\u00e9n aplastar\u00e1 \u00e1tomos con mayor frecuencia, lo que deber\u00eda facilitar a los cient\u00edficos la b\u00fasqueda de part\u00edculas poco comunes que rara vez se producen durante las colisiones.<\/p>\n\n\n\n
Las actualizaciones del detector del LHC permitir\u00e1n que sus instrumentos recopilen datos de alta calidad sobre este nuevo r\u00e9gimen energ\u00e9tico. Pero mientras que los experimentos del LHC entregar\u00e1n terabytes de datos cada segundo, solo se puede guardar y estudiar una fracci\u00f3n. Por eso, los cient\u00edficos del CERN han mejorado los sistemas automatizados que primero procesan los datos y seleccionan los eventos m\u00e1s interesantes para ser guardados y luego estudiados por los cient\u00edficos.<\/p>\n\n\n\n
“[LHC] produce 1.700 millones de colisiones por segundo. Es imposible mantener todos esos datos, por lo que debemos tener una estrategia para elegir los eventos que creemos que son interesantes”, dijo Gonz\u00e1lez Su\u00e1rez a Live Science. “Para eso, usamos partes espec\u00edficas de nuestro hardware que env\u00edan se\u00f1ales cuando algo parece interesante”.<\/p>\n\n\n\n
La tercera ejecuci\u00f3n est\u00e1 programada para durar hasta finales de 2025. Los cient\u00edficos ya est\u00e1n discutiendo la pr\u00f3xima ronda de actualizaciones que se implementar\u00e1n despu\u00e9s de la ejecuci\u00f3n 3 para la fase de alta luminosidad del LHC, que aumentar\u00e1 a\u00fan m\u00e1s la cantidad de colisiones y energ\u00edas simult\u00e1neas, y mejorar\u00e1 sensibilidades del instrumento.<\/p>\n\n\n\n