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La mayor renovación del LHC apunta a 7 veces más datos del Higgs
El colisionador del CERN está fuera de servicio hasta alrededor de 2030 por su actualización de Alta Luminosidad, diseñada para entregar aproximadamente siete veces más datos.
Imagen: Gizmodo
Muy por debajo de la frontera franco‑suiza, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN ha quedado en silencio. La máquina está en un apagado prolongado mientras los equipos retiran hardware, instalan nuevos sistemas y preparan su actualización más ambiciosa hasta la fecha. Cuando vuelva alrededor de 2030, funcionará como el High‑Luminosity Large Hadron Collider (HL‑LHC), construido para entregar aproximadamente siete veces más datos que el colisionador que descubrió el bosón de Higgs.
El artículo, escrito por Daniela Bortoletto, profesora y responsable de física de partículas en la Universidad de Oxford, describe el esfuerzo desde dentro del programa. Bortoletto trabajó anteriormente en Estados Unidos como coordinadora de la actualización para CMS, uno de los grandes experimentos del LHC, y ahora trabaja en Atlas en Oxford, donde su equipo está construyendo módulos de detectores de píxeles de silicio para el rastreador interno mejorado.
El objetivo científico ya no es simplemente encontrar el Higgs, que el LHC logró en 2012. Ahora los investigadores quieren comprobar si se comporta exactamente como predice el modelo estándar de la física de partículas. Eso implica perseguir procesos raros como:
- Decaimiento del Higgs en dos muones
- Decaimiento del Higgs en quarks charm
- Producción de pares de bosones de Higgs, que podría revelar el autocoplamiento del Higgs
Esas mediciones podrían exponer pequeñas desviaciones respecto al modelo estándar, lo que potencialmente señalaría nuevas partículas o fuerzas y ayudaría a explicar enigmas como la materia oscura y el desequilibrio del universo entre materia y antimateria.
Actualizaciones de detectores para 200 colisiones simultáneas
La mejora del acelerador es solo parte de la historia. En el HL‑LHC, se espera que cada cruce de haces genere hasta 200 interacciones protón‑protón simultáneas, mucho más que hoy. Ordenar esa acumulación de colisiones requiere sistemas de detectores completamente nuevos que sean más rápidos, más precisos y más resistentes a la radiación.
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Tanto Atlas como CMS están reemplazando sus rastreadores internos de silicio. Los nuevos detectores se basan en avances en sensores de silicio, electrónica ultrarrápida, refrigeración y estructuras de soporte ligeras. También incorporan cronometraje de precisión: el High Granularity Timing Detector de Atlas y un sistema similar en CMS medirán los tiempos de llegada de las partículas con una precisión de unas pocas decenas de billonésimas de segundo.
Esa información temporal añade efectivamente una cuarta dimensión al rastreo, ayudando a los físicos a asociar las partículas con la colisión correcta y a aislar los raros eventos del Higgs de un enorme fondo.
Para la física de partículas, lo que está en juego es extraordinariamente alto. El HL‑LHC está diseñado para abrir una nueva era de física de precisión del Higgs: o bien expondrá grietas en el modelo estándar o lo confirmará con mediciones mucho más precisas que nunca.
Frontier Editor
Dan is our resident futurist, covering electric mobility, space exploration, and the smart home. He's interested in atoms just as much as bits. Whether it's a new battery chemistry, a reusable rocket, or a protocol that finally makes IoT devices talk to each other, Dan breaks down the engineering that pushes humanity forward.
vía Gizmodo
