FCC: un acelerador de partículas superlativo
17 de enero de 2019
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) es conocido en todo el mundo. Este anillo acelerador de protones es el más potente del mundo en términos de energía y cantidad de colisiones de partículas. Con él los físicos consiguieron descubrir el Bosón de Higgs en 2012, pero ahora, la ciencia aspira a ir aún más allá con un acelerador todavía más grande. Como primer objetivo: lograr colisiones entre electrones y positrones. Posteriormente, podría ser reformado para acelerar protones tal y como hace el LHC.
Entre Ginebra y Francia
Con un recorrido de 100 km, el proyecto Future Circular Collider (FCC) sería tres ves más largo que el actual LHC (27 km). Prácticamente toda el área metropolitana de Ginebra encajaría dentro del círculo. Además, aún quedaría sitio para encajar una pequeña parte de Francia.
El concepto del FCC fue publicado por los físicos del CERN este15 de enero y el proyecto forma parte de la Estrategia Europea de Física de Partículas, responsable de determinar la próxima hoja de ruta si, finalmente, el LHC termina cerrándose en 2035.
Todo depende de la luz
En los últimos años, físicos, ingenieros y técnicos han tratado de mejorar el LHC para conseguir más energía raíz de las colisiones de partículas. Todo esto ha sido posible gracias a una tecnología por la que los paquetes de partículas se guían con mayor precisión, consiguiendo así colisiones más exactas. Entre los físicos, esto se conoce como luminosidad o aumento de la luminosidad.
Para que los detectores, que prácticamente son enormes cámaras digitales, puedan soportar esta cantidad energía, tienen que ser continuamente mejorados, además de optimizar sensores y electroimanes.
Una decisión de futuro
Como segunda opción a la hora de buscar sucesor para el LHC, se baraja la posibilidad de diseñar un acelerador de partículas lineal compacto (CLIC). Al final, la decisión sobre qué proyecto será viable recaerá en última instancia en los 22 Estados miembros del CERN. En caso ser aprobado y construirse, el sistema circular FCC podría alcanzar cotas de energía de hasta los 100 Tera-electronvoltios (TeV), algo difícil de imaginar. A modo de comparación, el LHC logró una energía de 13 TeV y, tras la última modernización, debería alcanzar hasta los 14 TeV.
En el anillo acelerador, los protones casi llegan a alcanzar actualmente la velocidad de la luz. Eso significa que la mayor energía liberada en la FCC apenas podrá aumentar la velocidad, pero sí optimizaría el número de colisiones. Por lo tanto, también la probabilidad de detectar partículas raras en descomposición. Dichas partículas apenas eran visibles para los detectores actuales. Ahora sería posible detectar procesos de descomposición con mayor precisión y, por lo tanto, identificar posibles desviaciones del modelo estándar de física.
En busca de los protones
Los físicos del CERN estiman que el coste del enorme anillo ascenderá a los 9.000 millones de euros. 5.000 millones estarían destinados a la construcción del túnel y el nuevo anillo podría entrar en funcionamiento como muy pronto en 2040 con electrones y positrones. Debería servir a la la ciencia durante un periodo de entre 15 y 20 años.
Anticipándose al futuro, los físicos también han proyectado una idea sobre qué hacer cuando este acelerador haya cumplido su misión: en el mismo túnel podría instalarse acelerador superconductor de protones, similar al LHC actual. Este proyecto costaría unos 15.000 millones de euros y podría entrar en funcionamiento a finales de la década de 2050.
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