Acelerador de particulas suiza

carlo rubbia

La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), que gestiona el Gran Colisionador de Hadrones cerca de Ginebra (Suiza), quiere construir un nuevo acelerador de partículas, aún más grande.

El grupo hizo público su informe de diseño conceptual a principios de este mes; el colisionador propuesto, denominado Futuro Colisionador Circular, tendría más de 100 kilómetros de circunferencia, costaría más de 20.000 millones de euros (22.000 millones de dólares) y estaría terminado en torno a 2050.

El Gran Colisionador de Hadrones se encuentra en un túnel de 17 millas de largo bajo la frontera entre Francia y Suiza. Allí se hacen colisionar haces de protones e iones pesados a altas energías, y los equipos de medición recogen datos sobre nuestro universo.

Pero, ¿necesitamos otro colisionador de partículas? Cuando el CERN construyó el Gran Colisionador de Hadrones en 2008, teníamos una razón de peso para esperar que descubriéramos algo nuevo en física: nuestros modelos actuales sobre la interacción de las partículas subatómicas no cuadraban, y no cuadraban de manera que sugirieran que había una nueva partícula por descubrir en el rango de energías que el Gran Colisionador de Hadrones era capaz de producir.

sincronización de protones

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El Very Large Hadron Collider (VLHC) era un futuro colisionador de hadrones propuesto para ser ubicado en el Fermilab. El VLHC estaba previsto que se ubicara en un anillo de 233 km, utilizando el Tevatron como inyector. El VLHC funcionaría en dos etapas, inicialmente la Etapa-1 VLHC tendría una energía de colisión de 40 TeV, y una luminosidad de al menos

Después de funcionar en la Etapa 1 durante un período de tiempo, el VLHC fue planeado para funcionar en la Etapa 2, con los imanes cuadrupolares utilizados para doblar el haz siendo reemplazados por imanes que pueden alcanzar picos de campo magnético más altos, permitiendo una energía de colisión de hasta 175 TeV y otras mejoras, incluyendo el aumento de la luminosidad a por lo menos

Dado que un aumento de rendimiento de este tipo requiere un aumento correspondiente del tamaño, el coste y los requisitos de potencia, se necesitaría una importante colaboración internacional durante décadas para construir un colisionador de este tipo[1].

gran colisionador de hadrones

La actualización comenzó como un estudio de diseño en 2010, para el que se asignó una subvención del Programa Marco Europeo 7 en 2011,[4][5] con el objetivo de impulsar el potencial del acelerador para nuevos descubrimientos en física. El estudio de diseño fue aprobado por el Consejo del CERN en 2016 y el HL-LHC se convirtió en un proyecto de pleno derecho del CERN[6][7] El trabajo de actualización está actualmente en curso y se espera que los experimentos de física comiencen a tomar datos como muy pronto en 2028.[8][9]

) mide la luminosidad integrada en el tiempo en términos del número de colisiones por femtobarn de la sección transversal del blanco. El aumento de la luminosidad integrada para los grandes experimentos del LHC mencionados anteriormente proporcionará una mejor oportunidad de ver procesos raros y mejorar las mediciones estadísticamente marginales[11][12].

Existen muchos caminos diferentes para mejorar los colisionadores. La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) mantiene una colección de diferentes diseños de las regiones de interacción de alta luminosidad[13].

El aumento de la luminosidad del LHC implica la reducción del tamaño del haz en el punto de colisión, y la reducción de la longitud y el espaciado del bunch, o el aumento significativo de la longitud y la población del bunch. El aumento máximo de la luminosidad integrada de la luminosidad nominal existente del LHC (

el futuro colisionador circular

La actual teoría de las partículas -el Modelo Estándar de la física de partículas- presta excelentes servicios a la hora de describir los procesos en el microcosmos. Sin embargo, el Modelo contiene muchas lagunas y plantea preguntas que una teoría completa de los elementos y fuerzas del universo debería responder. ¿Cómo adquieren su masa las partículas elementales? ¿Qué son exactamente la materia oscura y la energía oscura desconocidas, que constituyen el 96% del universo? ¿Por qué hay más materia que antimateria en el cosmos? ¿Qué aspecto tenía el universo en el primer segundo después del big bang? ¿Existen más de tres dimensiones del espacio?

Para responder a estas preguntas y allanar el camino hacia una “Teoría del Todo” completa, los físicos necesitan nuevos resultados experimentales a energías sustancialmente más altas que las que se han podido conseguir hasta ahora en los aceleradores de partículas. Gracias a las energías récord que ofrece el LHC, esperan poder responder por fin a toda una serie de estas preguntas. Utilizando las colisiones de partículas de alta energía del LHC, los investigadores recrean eficazmente las condiciones que prevalecían en el universo fracciones diminutas de segundo después del big bang. El LHC actúa así como una máquina del tiempo que permite a los físicos retroceder miles de millones de años en el pasado, hasta el comienzo mismo de nuestro universo.