Ginebra acelerador de particulas
linac 3
El Futuro Colisionador Circular (FCC) es una propuesta de acelerador de partículas posterior al LHC con una energía significativamente superior a la de los anteriores colisionadores circulares (SPS, Tevatron, LHC)[1][2] El proyecto FCC examina escenarios para tres tipos diferentes de colisiones de partículas: colisiones de hadrones (protón-protón e iones pesados) en un diseño de colisionador conocido como FCC-hh, colisiones electrón-positrón en un diseño de colisionador conocido como FCC-ee, y colisiones protón-electrón en un diseño de colisionador conocido como FCC-eh.[3]
En el FCC-hh, cada haz tendría una energía total de 560 MJ. Con una energía de colisión en el centro de la masa de 100 TeV (frente a los 14 TeV del LHC) el valor de la energía total aumenta hasta los 16,7 GJ. Estos valores de energía total superan al actual LHC en casi un factor de 30.[4]
El CERN acogió un estudio del FCC que explora la viabilidad de diferentes escenarios de colisionadores de partículas con el objetivo de aumentar significativamente la energía y la luminosidad en comparación con los colisionadores existentes. Su objetivo es complementar los diseños técnicos existentes para los colisionadores lineales de electrones/positrones (ILC y CLIC)[donde…].
colisionador
El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) es el colisionador de partículas más grande y de mayor energía del mundo[1][2] Fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) entre 1998 y 2008 en colaboración con más de 10.000 científicos y cientos de universidades y laboratorios, así como con más de 100 países[3] Se encuentra en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia y hasta 175 metros de profundidad bajo la frontera entre Francia y Suiza, cerca de Ginebra.
Las primeras colisiones se lograron en 2010 con una energía de 3,5 teraelectronvoltios (TeV) por haz, unas cuatro veces el récord mundial anterior[4][5] Tras las actualizaciones, alcanzó los 6,5 TeV por haz (13 TeV de energía total de colisión, el récord mundial actual)[6][7][8][9] A finales de 2018, se cerró durante dos años para nuevas actualizaciones.
El colisionador tiene cuatro puntos de cruce en los que colisionan las partículas aceleradas. Alrededor de los puntos de cruce se sitúan siete detectores, cada uno de ellos diseñado para detectar diferentes fenómenos. El LHC colisiona principalmente haces de protones, pero también puede acelerar haces de iones pesados: las colisiones plomo-plomo y las colisiones protón-plomo se realizan normalmente durante un mes al año.
sincrotrón
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 (
experimento atlas
No es el momento adecuado para un acelerador de partículas más grande. Pero el CERN, el centro europeo de física con sede en Ginebra (Suiza), tiene planes, grandes planes. La mayor instalación de física de partículas del mundo, que actualmente gestiona el mayor colisionador de partículas del mundo, ha anunciado que pretende construir una máquina aún mayor, según ha revelado hoy en una conferencia de prensa y un comunicado.
Con ello, el CERN ha decidido que quiere seguir adelante con el primer paso de un plan para el Futuro Colisionador Circular (FCC), alojado en un túnel en forma de anillo de 100 kilómetros, o algo más de 60 millas, de circunferencia. Esta máquina podría llegar a alcanzar energías de colisión de 100 tera-electrones-voltios, unas seis veces la energía de colisión del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) actualmente en funcionamiento. Al alcanzar energías sin precedentes, el nuevo colisionador permitiría la mirada más profunda hasta la fecha sobre la estructura de la materia y ofrecería la posibilidad de encontrar nuevas partículas.
Todavía no está claro si la visión completa se hará realidad. Pero el CERN ha anunciado que es de “alta prioridad” para la organización dar el primer paso en el camino hacia el FCC: encontrar un emplazamiento adecuado para el túnel y construir una máquina para colisionar electrones y positrones a energías similares a las del LHC (que sin embargo utiliza protones sobre protones). La decisión de que el CERN pase a las colisiones de alta energía entre protones sólo llegará tras varios años más de estudio y deliberación.
