El CERN prepara una apuesta colosal para 2070. Algunos físicos creen que puede llevarlo a la ruina
Santiago Folgueras es un joven físico español que está liderando un proyecto interesantísimo en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). Durante la conversación que mantuve con él hace ya varios meses me contó con todo detalle en qué consiste su proyecto INTREPID, que estará vinculado al futuro HL LHC (High Luminosity Large Hadron Collider o LHC de alta luminosidad). No obstante, lo que más me llamó la atención fue el entusiasmo con el que me habló del FCC (Futuro Colisionador Circular), que será la máquina que presumiblemente sucederá al HL LHC.
Si el itinerario que ha planificado el CERN sigue su curso tal y como lo ha hecho hasta ahora el HL LHC estará listo a finales de esta década. En 2030. Y será capaz de producir nada menos que 40 millones de colisiones por segundo. La cantidad de información que generará será tan enorme que será necesario poner a punto un sistema que sea capaz de analizar los datos en tiempo real y tomar una decisión respecto a la colisión que se acaba de producir.
Este es, precisamente, el propósito del HL LHC: incrementar drásticamente el número de colisiones si las comparamos con las que se han producido en las anteriores iteraciones del LHC. La luminosidad mide, de hecho, cuántas potenciales colisiones de partículas se producen por unidad de superficie y tiempo. Se mide en femtobarns inversos, de manera que cada uno de ellos equivale a 100 billones de colisiones entre protones. Eso sí, se trata de billones en escala larga, por lo que un femtobarn inverso son 100 millones de millones de colisiones.
El diseño del FCC está en discusión
Desde que comenzaron los experimentos en el acelerador, en 2010, hasta finales de 2018, que fue el momento en el que cesó su actividad, se produjeron en su interior 150 femtobarns inversos. De acuerdo con la planificación actual de los técnicos del CERN las modificaciones que requiere el LHC para incrementar su luminosidad deberían ser capaces de producir 250 femtobarns inversos cada año hasta alcanzar los 4.000 durante todo el periodo de actividad.
El propósito de los físicos del CERN es que el FCC sea capaz de alcanzar durante la segunda etapa del proyecto una energía de 100 TeV
En cualquier caso lo más interesante es recordar que las mejoras que los técnicos del CERN están introduciendo en el LHC responden a la necesidad de encontrar fisuras en el Modelo Estándar con el propósito de ampliar nuestra comprensión del mundo de las partículas. Algunas de las preguntas que los físicos del CERN tienen la esperanza de poder responder con la ayuda del HL LHC son qué es y qué propiedades tiene la materia oscura, por qué los neutrinos tienen masa y por qué no hay antimateria en el universo. No cabe duda de que son preguntas apasionantes.
No obstante, el plan de los físicos del CERN no acaba con el HL LHC. Cuando finalmente concluyan todos sus ciclos de operación esta institución planea construir el FCC, un acelerador mucho más grande que el HL LHC y capaz de llegar a energías mucho más altas. Presumiblemente tendrá una circunferencia de 100 km (la del actual LHC mide 27 km), y su construcción arrancará en 2038. El propósito de los físicos del CERN es que el FCC sea capaz de alcanzar durante la segunda etapa del proyecto una energía de 100 TeV (teraelectronvoltios). Para formarnos una idea precisa acerca de qué estamos hablando solo tenemos que recordar que el LHC actual trabaja con una energía de 16 TeV.
Si todo sale como está previsto el FCC debería estar preparado no más allá de 2070. Según el CERN la primera fase del proyecto, que no el plan al completo, costará unos 17.000 millones de dólares. Vladimir Shiltsev, físico especializado en aceleradores en la Universidad del Norte de Illinois (EEUU), calcula que todo el proyecto costará al menos 30.000 millones de dólares.
Según Nature algunos físicos, como Jenny List, investigadora en el sincrotrón de electrones de Hamburgo (Alemania), critican este plan y defienden la construcción de un acelerador lineal de hasta 33 km en vez de uno circular. Según ellos la opción lineal será mucho más económica y permitirá llevar a cabo los mismos experimentos que una instalación circular. Veremos por qué opción se decantan finalmente, pero no cabe duda de que estas discusiones son necesarias para tomar las decisiones adecuadas. Los científicos aún tienen tiempo de sobra para sopesarlo todo y encaminar el proyecto por la senda más propicia.
Imagen | Piotr Traczyk/CERN
Más información | Nature
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El CERN prepara una apuesta colosal para 2070. Algunos físicos creen que puede llevarlo a la ruina
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Juan Carlos López
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