El CERN se despide del LHC y entra en Long Shutdown 3
El Gran Colisionador de Hadrones está embarcándose en su mejora más ambiciosa hasta la fecha.
Hoy, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más potente del mundo, llega al final de un capítulo extraordinario en su viaje científico. Tras su última prueba de física, el acelerador ha sido apagado para iniciar el Long Shutdown 3 (LS3) del CERN, un importante programa de mantenimiento, consolidación, modernización e instalación que preparará al Laboratorio para el LHC de Alta Luminosidad (HiLumi LHC), la siguiente fase en la exploración de las leyes fundamentales de la naturaleza.
Desde que circuló sus primeros haces en septiembre de 2008, el LHC ha empujado las fronteras de la ciencia y la tecnología, convirtiéndose en uno de los instrumentos científicos más ambiciosos jamás construidos. El acelerador realizó sus primeras colisiones de protones en 2009 y rápidamente se consolidó como una máquina de descubrimiento única: a lo largo de tres periodos operativos (Carreras 1–3), el LHC entregó cantidades sin precedentes de datos a sus experimentos.
El logro más célebre del LHC llegó el 4 de julio de 2012, cuando las colaboraciones ATLAS y CMS anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs, confirmando un mecanismo propuesto casi medio siglo antes. En los años siguientes, el LHC permitió cientos de avances importantes, incluyendo el descubrimiento de más de 85 hadrones, el establecimiento de límites de exclusión para el descubrimiento de nuevas partículas, investigaciones sobre el desequilibrio entre materia y antimateria, la exploración de la naturaleza del plasma de quarks y gluones y mediciones con importantes implicaciones para la astrofísica. Más allá de su producción científica, el LHC impulsó la innovación en la ciencia de aceleradores, tecnologías superconductoras, computación y colaboración internacional.
A medida que el acelerador entra en una nueva fase, el CERN celebra no solo los descubrimientos realizados, sino también a la comunidad global que los hizo posibles.
"El LHC ha superado todas las expectativas", dijo Oliver Brüning, director de Aceleradores y Tecnología del CERN. "Durante casi dos décadas, ha transformado nuestra comprensión del Universo e inspirado a generaciones de científicos, ingenieros y ciudadanos de todo el mundo. Hoy nos despedimos del LHC tal y como lo conocemos, mientras nos preparamos para dar la bienvenida a su sucesor: el HiLumi LHC, que prolongará esta aventura científica mucho en el futuro."
El HiLumi LHC, cuyo inicio de operaciones está previsto para 2030, aumentará la luminosidad del colisionador en un factor de hasta diez veces más allá de su diseño original. Esto permitirá a los investigadores recopilar conjuntos de datos mucho más grandes, facilitando estudios de precisión del bosón de Higgs y aumentando el potencial para descubrir fenómenos más allá del Modelo Estándar.
LS3 marca la intervención más extensa en el complejo acelerador del CERN desde la construcción del propio LHC. Entre ahora y 2030, el cierre involucrará a miles de especialistas del CERN y de institutos asociados de todo el mundo, que transformarán el LHC, los inyectores y sus experimentos en sus versiones HiLumi, y llevarán a cabo proyectos esenciales de renovación en todo el complejo de aceleradores y las instalaciones experimentales: desde la consolidación del Área Norte del Super Sincrotrón de Protones (SPS), el desmantelamiento del área objetivo de neutrinos del CERN hacia Gran Sasso (CNGS) y la transformación de la Caverna Experimental Norte 3 (ECN3) en una instalación de objetivos fijos de alta intensidad, la renovación de la instalación ISOLDE y la consolidación de los sistemas de seguridad del personal, la red eléctrica y las galerías técnicas.
"El LS3 representa una empresa logística e ingenierística enorme y compleja", afirma Jean-Philippe Tock, jefe del equipo de coordinación del LS3. "Solo en el LHC, se retirarán 1,2 km de imanes y componentes y se reemplazarán por nuevos equipos, y en todo el complejo se planifican decenas de proyectos, que involucrarán a miles de ingenieros, físicos, técnicos y personal de apoyo."
En las cavernas del LHC, los experimentos ATLAS y CMS serán sometidos a amplias mejoras, convirtiéndose efectivamente en detectores renovados. Para aprovechar al máximo el rendimiento sin precedentes del HiLumi LHC, tendrán que afrontar entre 140 y 200 colisiones protón-protón en cada cruce de grupos, frente a unas 60 en la última prueba del LHC. Esto significa identificar y seleccionar las colisiones más interesantes de más de cinco mil millones de interacciones cada segundo. Para afrontar este desafío, ambos experimentos reemplazarán completamente sus sistemas desencadenantes, que son responsables de seleccionar los eventos más prometedores para análisis posteriores. Estos eventos se registrarán utilizando nuevas tecnologías avanzadas de detectores, incluyendo sistemas de seguimiento totalmente de silicio con miles de millones de canales de lectura (muchos más que en los detectores actuales), detectores de temporización de alta precisión con resoluciones de unas pocas decenas de picosegundos y nuevos sistemas de calorímetro capaces de operar a velocidades de megahercios.
Aunque no circularán haces de partículas durante este periodo, la actividad científica del CERN seguirá siendo intensa. Miles de investigadores continuarán analizando los vastos conjuntos de datos acumulados durante la era del LHC, extrayendo nuevos resultados de física mientras preparan simultáneamente los experimentos para los desafíos que se avecinan.
Cuando el complejo de aceleradores se reinicie gradualmente, a partir de 2028, inaugurará una nueva era para la física de altas energías. Basándose en el legado del LHC, el LHC de HiLumi ofrecerá oportunidades sin precedentes para profundizar en nuestra comprensión del Universo y explorar algunas de las cuestiones más fundamentales de la ciencia. "
Hoy, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más potente del mundo, llega al final de un capítulo extraordinario en su viaje científico. Tras su última prueba de física, el acelerador ha sido apagado para iniciar el Long Shutdown 3 (LS3) del CERN, un importante programa de mantenimiento, consolidación, modernización e instalación que preparará al Laboratorio para el LHC de Alta Luminosidad (HiLumi LHC), la siguiente fase en la exploración de las leyes fundamentales de la naturaleza.
Desde que circuló sus primeros haces en septiembre de 2008, el LHC ha empujado las fronteras de la ciencia y la tecnología, convirtiéndose en uno de los instrumentos científicos más ambiciosos jamás construidos. El acelerador realizó sus primeras colisiones de protones en 2009 y rápidamente se consolidó como una máquina de descubrimiento única: a lo largo de tres periodos operativos (Carreras 1–3), el LHC entregó cantidades sin precedentes de datos a sus experimentos.
El logro más célebre del LHC llegó el 4 de julio de 2012, cuando las colaboraciones ATLAS y CMS anunciaron el descubrimiento del bosón de Higgs, confirmando un mecanismo propuesto casi medio siglo antes. En los años siguientes, el LHC permitió cientos de avances importantes, incluyendo el descubrimiento de más de 85 hadrones, el establecimiento de límites de exclusión para el descubrimiento de nuevas partículas, investigaciones sobre el desequilibrio entre materia y antimateria, la exploración de la naturaleza del plasma de quarks y gluones y mediciones con importantes implicaciones para la astrofísica. Más allá de su producción científica, el LHC impulsó la innovación en la ciencia de aceleradores, tecnologías superconductoras, computación y colaboración internacional.
A medida que el acelerador entra en una nueva fase, el CERN celebra no solo los descubrimientos realizados, sino también a la comunidad global que los hizo posibles.
"El LHC ha superado todas las expectativas", dijo Oliver Brüning, director de Aceleradores y Tecnología del CERN. "Durante casi dos décadas, ha transformado nuestra comprensión del Universo e inspirado a generaciones de científicos, ingenieros y ciudadanos de todo el mundo. Hoy nos despedimos del LHC tal y como lo conocemos, mientras nos preparamos para dar la bienvenida a su sucesor: el HiLumi LHC, que prolongará esta aventura científica mucho en el futuro."
El HiLumi LHC, cuyo inicio de operaciones está previsto para 2030, aumentará la luminosidad del colisionador en un factor de hasta diez veces más allá de su diseño original. Esto permitirá a los investigadores recopilar conjuntos de datos mucho más grandes, facilitando estudios de precisión del bosón de Higgs y aumentando el potencial para descubrir fenómenos más allá del Modelo Estándar.
LS3 marca la intervención más extensa en el complejo acelerador del CERN desde la construcción del propio LHC. Entre ahora y 2030, el cierre involucrará a miles de especialistas del CERN y de institutos asociados de todo el mundo, que transformarán el LHC, los inyectores y sus experimentos en sus versiones HiLumi, y llevarán a cabo proyectos esenciales de renovación en todo el complejo de aceleradores y las instalaciones experimentales: desde la consolidación del Área Norte del Super Sincrotrón de Protones (SPS), el desmantelamiento del área objetivo de neutrinos del CERN hacia Gran Sasso (CNGS) y la transformación de la Caverna Experimental Norte 3 (ECN3) en una instalación de objetivos fijos de alta intensidad, la renovación de la instalación ISOLDE y la consolidación de los sistemas de seguridad del personal, la red eléctrica y las galerías técnicas.
"El LS3 representa una empresa logística e ingenierística enorme y compleja", afirma Jean-Philippe Tock, jefe del equipo de coordinación del LS3. "Solo en el LHC, se retirarán 1,2 km de imanes y componentes y se reemplazarán por nuevos equipos, y en todo el complejo se planifican decenas de proyectos, que involucrarán a miles de ingenieros, físicos, técnicos y personal de apoyo."
En las cavernas del LHC, los experimentos ATLAS y CMS serán sometidos a amplias mejoras, convirtiéndose efectivamente en detectores renovados. Para aprovechar al máximo el rendimiento sin precedentes del HiLumi LHC, tendrán que afrontar entre 140 y 200 colisiones protón-protón en cada cruce de grupos, frente a unas 60 en la última prueba del LHC. Esto significa identificar y seleccionar las colisiones más interesantes de más de cinco mil millones de interacciones cada segundo. Para afrontar este desafío, ambos experimentos reemplazarán completamente sus sistemas desencadenantes, que son responsables de seleccionar los eventos más prometedores para análisis posteriores. Estos eventos se registrarán utilizando nuevas tecnologías avanzadas de detectores, incluyendo sistemas de seguimiento totalmente de silicio con miles de millones de canales de lectura (muchos más que en los detectores actuales), detectores de temporización de alta precisión con resoluciones de unas pocas decenas de picosegundos y nuevos sistemas de calorímetro capaces de operar a velocidades de megahercios.
Aunque no circularán haces de partículas durante este periodo, la actividad científica del CERN seguirá siendo intensa. Miles de investigadores continuarán analizando los vastos conjuntos de datos acumulados durante la era del LHC, extrayendo nuevos resultados de física mientras preparan simultáneamente los experimentos para los desafíos que se avecinan.
Cuando el complejo de aceleradores se reinicie gradualmente, a partir de 2028, inaugurará una nueva era para la física de altas energías. Basándose en el legado del LHC, el LHC de HiLumi ofrecerá oportunidades sin precedentes para profundizar en nuestra comprensión del Universo y explorar algunas de las cuestiones más fundamentales de la ciencia. "
"El Gran Acelerador de Hadrones del CERN y otros aceleradores en todo el mundo nos permiten mirar más allá de lo que podemos ver a simple vista, abriendo ventanas al corazón mismo del universo.
¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona el universo en su nivel más básico?
¿Qué compone la materia que nos rodea o cómo se originan las fuerzas que mantienen todo en su lugar? Los aceleradores de partículas son máquinas que nos ayudan a encontrar respuestas a estas grandes preguntas.
Aunque su nombre suene intimidante, estas herramientas son fundamentales en la ciencia moderna, y su impacto va mucho más allá de la física pura. Desde la búsqueda de nuevas partículas hasta aplicaciones médicas que pueden salvar vidas, los aceleradores son piezas clave en el avance de la tecnología y el conocimiento humano. Pero, ¿qué son exactamente? ¿Cómo funcionan? ¿Y por qué deberíamos interesarnos en ellos?
EL ACELERADOR DE PARTÍCULAS: LA LUPA MÁS LUMINOSA DEL UNIVERSO
Aunque su nombre suene intimidante, estas herramientas son fundamentales en la ciencia moderna, y su impacto va mucho más allá de la física pura. Desde la búsqueda de nuevas partículas hasta aplicaciones médicas que pueden salvar vidas, los aceleradores son piezas clave en el avance de la tecnología y el conocimiento humano. Pero, ¿qué son exactamente? ¿Cómo funcionan? ¿Y por qué deberíamos interesarnos en ellos?
EL ACELERADOR DE PARTÍCULAS: LA LUPA MÁS LUMINOSA DEL UNIVERSO
Un acelerador de partículas, en términos sencillos, es una máquina que acelera partículas subatómicas (como protones, electrones o iones) a velocidades extremadamente altas, a veces cercanas a la velocidad de la luz. Suena como algo salido de la ciencia ficción, pero estas máquinas existen desde hace casi un siglo, y han sido fundamentales para desvelar algunos de los secretos más profundos de la naturaleza.
El principio detrás de su funcionamiento es simple: las partículas cargadas son aceleradas mediante campos eléctricos y guiadas a través de campos magnéticos. Al aumentar su velocidad, ganan energía, y cuando se hacen colisionar, liberan una cantidad enorme de información sobre las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Es como si estuviéramos usando una lupa para observar el universo a una escala microscópica, permitiendo ver lo invisible.
En los aceleradores lineales, las partículas viajan en línea recta, ganando velocidad a medida que pasan por campos eléctricos alternos. Sin embargo, los aceleradores circulares, como el famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), del CERN, hacen que las partículas se muevan en un túnel circular, permitiendo colisiones de mayor energía al dirigir haces de partículas que se chocan entre sí a velocidades casi impensables.
El principio detrás de su funcionamiento es simple: las partículas cargadas son aceleradas mediante campos eléctricos y guiadas a través de campos magnéticos. Al aumentar su velocidad, ganan energía, y cuando se hacen colisionar, liberan una cantidad enorme de información sobre las fuerzas fundamentales de la naturaleza. Es como si estuviéramos usando una lupa para observar el universo a una escala microscópica, permitiendo ver lo invisible.
En los aceleradores lineales, las partículas viajan en línea recta, ganando velocidad a medida que pasan por campos eléctricos alternos. Sin embargo, los aceleradores circulares, como el famoso Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), del CERN, hacen que las partículas se muevan en un túnel circular, permitiendo colisiones de mayor energía al dirigir haces de partículas que se chocan entre sí a velocidades casi impensables.
DE LA TEORÍA A LA REALIDAD: ¿CÓMO FUNCIONAN?
El funcionamiento de un acelerador de partículas se basa en principios de la física que pueden parecer complejos, pero en esencia, se trata de aprovechar las propiedades de las partículas cargadas y los campos electromagnéticos. Imagina que tienes una pelota y la lanzas cada vez con más fuerza. Un acelerador hace algo similar, pero en lugar de una pelota, las partículas subatómicas son impulsadas por campos eléctricos que las empujan y aumentan su velocidad a medida que viajan por el acelerador.
En los aceleradores circulares, como el LHC, las partículas no viajan en línea recta, sino que se mueven a través de un anillo enorme guiadas por imanes superconductores, que las mantienen en su trayectoria. Cada vez que pasan por ciertas secciones del acelerador, ganan más energía. Finalmente, cuando han alcanzado una velocidad cercana a la de la luz, los científicos las hacen colisionar. Estas colisiones generan una explosión de partículas y energía, que los detectores registran para su análisis. Es en estos momentos de choque cuando se revelan las propiedades más fundamentales de la materia.
El LHC, ubicado en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) en la frontera entre Suiza y Francia, es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Su tamaño colosal, con un túnel de 27 kilómetros, y su capacidad para producir colisiones de altísima energía lo han convertido en un laboratorio único para estudiar los componentes más diminutos de la materia.
En los aceleradores circulares, como el LHC, las partículas no viajan en línea recta, sino que se mueven a través de un anillo enorme guiadas por imanes superconductores, que las mantienen en su trayectoria. Cada vez que pasan por ciertas secciones del acelerador, ganan más energía. Finalmente, cuando han alcanzado una velocidad cercana a la de la luz, los científicos las hacen colisionar. Estas colisiones generan una explosión de partículas y energía, que los detectores registran para su análisis. Es en estos momentos de choque cuando se revelan las propiedades más fundamentales de la materia.
El LHC, ubicado en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) en la frontera entre Suiza y Francia, es el acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Su tamaño colosal, con un túnel de 27 kilómetros, y su capacidad para producir colisiones de altísima energía lo han convertido en un laboratorio único para estudiar los componentes más diminutos de la materia.
MUCHO MÁS QUE CIENCIA BÁSICA
Los aceleradores de partículas no solo nos ayudan a desentrañar los misterios del cosmos, sino que también tienen aplicaciones muy prácticas que benefician a la sociedad de manera directa. En el campo de la medicina, por ejemplo, se utilizan para la terapia de protones, un tratamiento que emplea haces de partículas para destruir células cancerosas con una precisión quirúrgica. Esto permite atacar tumores sin dañar el tejido sano circundante, haciendo que los tratamientos de radioterapia sean más efectivos y menos invasivos.
Además, los aceleradores son esenciales en la producción de radioisótopos, sustancias utilizadas en diagnóstico médico por imagen, como en los escáneres PET. Estas tecnologías permiten a los médicos detectar enfermedades como el cáncer en etapas muy tempranas, lo que mejora enormemente las posibilidades de tratamiento exitoso.
En la industria, los aceleradores también juegan un papel crucial. Desde la producción de semiconductores hasta la modificación de materiales mediante irradiación, estos dispositivos están en el corazón de innovaciones tecnológicas que usamos en nuestra vida diaria. Incluso en la arqueología y la conservación del patrimonio cultural, los aceleradores permiten analizar obras de arte y objetos antiguos sin dañarlos, revelando su composición y origen.
EL CERN Y EL GRAN COLISIONADOR DE HADRONES
El CERN es el epicentro de la investigación de partículas a nivel mundial, y su Gran Colisionador de Hadrones ha sido responsable de algunos de los descubrimientos más impactantes de la física en las últimas décadas. Uno de ellos es el famoso bosón de Higgs, una partícula que fue teorizada en los años 60 pero no se descubrió hasta 2012, gracias a los experimentos del LHC. Este hallazgo confirmó una parte clave del modelo estándar de la física de partículas, una teoría que describe las fuerzas y partículas que componen el universo.
El CERN no solo se dedica a la física teórica. También es un lugar donde la tecnología avanza a pasos agigantados. Los avances en superconductores, detección de partículas y procesamiento de datos que se desarrollan aquí han tenido un impacto en campos tan diversos como la informática, la medicina y la ingeniería."
El CERN no solo se dedica a la física teórica. También es un lugar donde la tecnología avanza a pasos agigantados. Los avances en superconductores, detección de partículas y procesamiento de datos que se desarrollan aquí han tenido un impacto en campos tan diversos como la informática, la medicina y la ingeniería."
¿Dónde empezó todo?
"Los orígenes del CERN se remontan a la década de 1940
Un pequeño número de científicos visionarios en Europa y Norteamérica identificaron la necesidad de que Europa contara con una instalación de investigación en física de primer nivel. Su visión era tanto detener la fuga de cerebros hacia América que había comenzado durante la Segunda Guerra Mundial, como proporcionar una fuerza de unidad en la Europa de posguerra.
Hoy en día, el CERN une a científicos de todo el mundo en la búsqueda del conocimiento ..."
Hoy en día, el CERN une a científicos de todo el mundo en la búsqueda del conocimiento ..."
