El CERN planea un colisionador de partículas 10 veces más potente que el LHC

La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha presentado un informe de viabilidad para el desarrollo del Futuro Colisionador Circular (FCC), un ambicioso proyecto que busca suceder al Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Esta nueva instalación, con un anillo propuesto de 90 kilómetros, tendría el potencial de alcanzar energías hasta 10 veces superiores a las del LHC actual, abriendo nuevas fronteras en la comprensión del universo.

El Gran Colisionador de Hadrones, ubicado bajo la frontera franco-suiza, es actualmente el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Su diseño, que incluye un anillo de imanes superconductores de 27 kilómetros, permite acelerar protones hasta velocidades cercanas a la de la luz. Al colisionar estas partículas, los científicos pueden recrear condiciones energéticas similares a las que existieron en los primeros instantes tras el Big Bang, facilitando el estudio de los componentes fundamentales del universo.

Tecnología de Vanguardia

El funcionamiento del LHC depende de tecnología criogénica avanzada. Sus imanes superconductores se enfrían a temperaturas extremadamente bajas, de -271.3°C (1.9 Kelvin), un estado más frío que el del espacio exterior. Esta proeza de ingeniería, combinada con la física de partículas, ha sido posible gracias a la colaboración de más de 10.000 científicos e ingenieros de más de 100 países.

El hito más significativo del LHC hasta la fecha fue el descubrimiento del Bosón de Higgs en 2012, una partícula crucial que valida el Modelo Estándar de la física de partículas y explica cómo las partículas adquieren masa.

El Futuro Colisionador Circular

El informe de viabilidad del CERN detalla un plan para un acelerador subterráneo de 90 kilómetros, que podría estar operativo en la década de 2040. El diseño preferido contempla un anillo de aproximadamente 56.4 millas (90.8 kilómetros) a una profundidad media de unos 200 metros. La instalación contaría con ocho emplazamientos en la superficie y hasta cuatro experimentos.

El proyecto se desarrollaría en dos etapas principales:

FCC-ee: Esta fase inicial se centraría en un colisionador de electrones y positrones. Funcionaría como una “fábrica de Bosones de Higgs”, permitiendo un estudio exhaustivo de esta partícula y de otras de gran importancia como las electrodébiles y los quarks top.

FCC-hh: La segunda etapa implicaría colisiones de protones a energías significativamente más altas, estimadas en unos 100 TeV (teraelectronvoltios). Esto representa una potencia diez veces superior a la del LHC actual.

El objetivo del FCC-hh es buscar nueva física más allá del Modelo Estándar y explorar partículas más pesadas que actualmente están fuera del alcance del LHC.

Implicaciones para la Ciencia

La construcción del FCC representaría un salto cualitativo en la investigación de partículas. La capacidad de alcanzar energías más altas permitiría a los científicos sondear fenómenos aún no explicados por el Modelo Estándar, como la naturaleza de la materia oscura o la asimetría entre materia y antimateria en el universo.

El estudio detallado del Bosón de Higgs en la fase FCC-ee proporcionaría información sin precedentes sobre sus propiedades y su interacción con otras partículas, lo que podría revelar pistas sobre la física fundamental.

Datos clave

La inversión y el desarrollo de una infraestructura científica de esta magnitud subrayan el compromiso global con la exploración de los misterios del cosmos. El FCC no solo avanzaría la física de partículas, sino que también impulsaría innovaciones tecnológicas en áreas como la superconductividad, la criogenia y la ingeniería de aceleradores, con posibles aplicaciones en otros campos.

Fuente: clarin.com – https://www.clarin.com/estados-unidos/gran-colisionador-hadrones-infraestructura-cientifica-compleja-jamas-construida-acelera-particulas-999-velocidad-luz-colisionarlas-recreando-condiciones-energeticas-similares-big-bang_0_e8dJWIh10c.html