Mientras las flores asoman sus cabezas del suelo y los pájaros comienzan a volar hacia el norte, una forma más científica de renacimiento está comenzando en el campo francés y suizo. Después de un paréntesis de unos cuatro meses, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas de mayor energía del mundo, está reanudando sus operaciones. La humanidad vuelve a ser capaz de recrear condiciones no comunes en el Universo desde una décima de billonésima de segundo después del Big Bang y de estudiar las leyes más profundas y fundamentales de la naturaleza.
Como la demanda eléctrica en Europa alcanza su punto máximo en invierno, el LHC normalmente cierra desde principios de diciembre hasta finales de marzo de cada año. Los investigadores utilizan este tiempo para el mantenimiento y las actualizaciones necesarias. Y ahora está de vuelta.
un pasado glorioso
En 2012, utilizando una encarnación anterior del LHC, los científicos descubrieron el bosón de Higgs. El bosón de Higgs es la firma experimental de un campo de energía, llamado campo de Higgs, que da masa a las partículas subatómicas. Se predijo en 1964 y llevó casi medio siglo desarrollar la tecnología capaz de crear y detectar a este escurridizo habitante del reino cuántico.
Durante la siguiente década, los investigadores utilizaron la instalación para estudiar las leyes de la naturaleza en condiciones que antes no eran posibles, lo que resultó en más de 3000 artículos científicos. Durante 2023, se espera que los científicos aumenten la cantidad total de datos que necesitan analizar entre un 20 % y un 30 %.
una maravilla tecnológica
El LHC está alojado en un túnel ubicado a unos 100 metros (320 pies) bajo tierra. El túnel tiene una sección transversal casi circular, de unos 3 metros (10 pies) de ancho y sigue un camino circular de unos 27 km (16,5 millas) de largo. En el túnel, los científicos colocaron 1.232 imanes muy potentes, que generan campos magnéticos de aproximadamente 8 teslas, es decir, unas 160.000 veces más fuertes que los de la Tierra.
Estos haces de protones viajan en direcciones opuestas a un asombroso 99,999999% de la velocidad de la luz. A esa velocidad, dan la vuelta al anillo unas 11.000 veces por segundo. Si viajaran alrededor del ecuador, darían la vuelta a la Tierra 7,5 veces por segundo. Luego se hace que estos haces choquen dentro de varios detectores grandes, el más grande de los cuales tiene la altura de un edificio de siete pisos.
Las colisiones son increíbles. Ocurren alrededor de mil millones de veces por segundo y generan temperaturas muy altas, unas 100 000 veces más calientes que el centro del Sol, o diez veces más calientes que el centro de una supernova, que es la explosión de una estrella tan violenta que se puede ver. miles de millones de años luz de distancia por los telescopios modernos. Si bien esto suena aterrador, cada colisión en realidad ocurre en una escala muy pequeña, menos del tamaño de un átomo. Por eso el equipo no se daña.
La agenda de investigación de este año
A medida que se reanuden las operaciones, los científicos continuarán estudiando las leyes de la naturaleza, con especial interés en descubrir algo completamente nuevo. Además, debido a la observación relativamente reciente del bosón de Higgs, los investigadores continúan investigando las propiedades de la partícula. Si bien todas las mediciones que involucran al bosón de Higgs hasta ahora concuerdan con la teoría actualmente aceptada, los científicos esperan que todavía haya algunas sorpresas guardadas.
Coincidentemente, los investigadores están desarrollando la capacidad de utilizar la inteligencia artificial (IA) como un mecanismo para seleccionar las colisiones más interesantes, específicamente aquellas que tienen la mejor posibilidad de conducir a un descubrimiento. (Esto está fuera del área de especialización de ChatGPT). Si bien los físicos de partículas han utilizado redes neuronales durante mucho tiempo para ayudar a analizar datos, las mejoras en los materiales y las técnicas les permiten mover algoritmos a la electrónica que opera el detector. Se espera que este desarrollo mejore en gran medida las capacidades del detector.
LHC de alta luminosidad
El LHC todavía tiene una larga y productiva vida por delante. Una versión muy mejorada del LHC llamada «LHC de alta luminosidad» estará disponible en 2028. El acelerador actualizado debería permitir a los investigadores registrar al menos diez veces más datos de los que se analizan actualmente.
