Se ha comenzado a trabajar en una importante actualización del gran acelerador de partículas del Gran Colisionador de Hadrones (LHC). El LHC de alta luminosidad permitirá estudiar los componentes fundamentales de la materia con más detalle que nunca. Cern, la organización que opera el LHC.

El gran LHC se encuentra debajo de la frontera franco-suiza, cerca de Ginebra. La actualización aumentará el potencial del acelerador para nuevos descubrimientos en física, comenzando en 2026.

El proyecto HiLumi nos permitirá obtener mucho más del LHC del que hemos podido obtener hasta ahora, dijo el físico teórico Prof. John Ellis. “Nos permitirá profundizar en la historia del Universo, observar procesos muy raros y estudian la física de partículas con mucho más detalle que el LHC regular”.

El LHC usa miles de imanes para dirigir dos haces de partículas de protones alrededor de un túnel circular de 27 km de longitud ubicado a 100 m bajo tierra. Los haces circulan en direcciones opuestas cerca del velocidad de la luz.

En los puntos asignados alrededor del túnel, los rayos se cruzan permitiendo que las partículas de protones colisionen.

La idea era que romper estos haces de protones produciría evidencia de fenómenos inéditos en la física, incluidas nuevas partículas subatómicas. En 2012, los físicos confirmaron que el LHC había descubierto la deseada partícula del bosón de Higgs, la última pieza faltante del marco conocido como Modelo Estándar (SM), nuestra mejor teoría para explicar cómo funciona el Universo.

Mientras que el LHC ha ayudado a los científicos a estudiar física del Modelo Estándar en mayor detalles que habían sido posibles previamente, esperaban ver evidencia de fenómenos no explicados por el SM. Muchos esperaban que el LHC descubriera signos de supersimetría, una teoría que predecía la existencia de partículas asociadas que acompañan a las que ya conocemos en el SM .

Pero las indirectas de la nueva física predicha no se han materializado. La actualización tendrá como objetivo hacer que el LHC produzca aún más colisiones, aumentando las posibilidades de descubrir nuevas partículas. Lo hará al aumentar la luminosidad del rayo, una medida de su intensidad y un indicador de la cantidad de posibles colisiones que pueden producirse.

“Incrementaremos en un factor de 10 el número de colisiones producidas por el LHC, lo cual es mucho”, dijo Lucio Rossi, líder del proyecto HiLumi.

Paolo Ferracin, el ingeniero de imanes interno de HiLumi, comentó: “Lo que intentamos hacer es enfocar más la nube de partículas, básicamente, si esta nube es más pequeña, más comprimida, aumentamos la probabilidad de colisiones entre las dos nubes.”

El trabajo de construcción requerido para la actualización incluirá construir un pozo de 80 metros de profundidad, una sala subterránea para albergar equipos criogénicos y un túnel de 300 metros de largo.

Aunque la evidencia de nueva física ha sido difícil de encontrar con el LHC hasta ahora, los científicos recientemente dieron a conocer resultados prometedores para una nueva partícula hipotética, llamada neutrino estéril, del experimento MiniBooNE en Fermilab en los Estados Unidos. Además , hay esperanzas de que los signos de la materia oscura evasiva podrían ser descubiertos por Xenon 1T, el experimento más sensible de su tipo, que lleva un año recopilando datos.