Europa construirá un acelerador tres veces mayor que el LHC

AFP
Impresionante interior de uno de los experimentos del LHC

El pasado 6 de febrero, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) anunció la puesta en marcha de un ambicioso proyecto para construir un nuevo y gigantesco colisionador de partículas que, en el futuro, pueda sustituir al actual LHC.

Y a pesar de que el LHC (Large Hadron Collider) seguirá funcionando por lo menos durante dos décadas más, Europa ya empieza a tener claro cómo será su sucesor: un enorme colisionador con una circunferencia de 100 km (frente a los 27 del LHC) y capaz de alcanzar una energía de 100 TeV, siete veces superior a los 14 TeV a los que puede llegar, como máximo, el LHC.

Actualmente, y tras alcanzar el hito de detectar el bosón de Higgs, el LHC está apagado para llevar a cabo tareas de mantenimiento y no volverá a funcionar hasta 2015. Antes de su desconexión programada, logró alcanzar una energía de colisión de 8 TeV, lejos aún de los 14 Tev a los que llegará el año que viene. Cuando se reanuden los trabajos a la máxima energía de la que es capaz, será posible observar partículas nunca detectadas hasta ahora.

Una semana después del anuncio del CERN, en un encuentro celebrado en la Universidad de Ginebra, más de 300 físicos (incluido el actual director del CERN, Rolf-Dieter Heuer) analizaron y debatieron sobre cuáles deberían de ser las características del nuevo colisionador, que abarcará, desde los Alpes por el este, hasta las montañas del Jura en el oeste, y que pasará incluso por debajo del Lago Ginebra. Un auténtico gigante que rodeará, bajo tierra, toda la región de Ginebra y que empequeñecerá al que hoy por hoy es el acelerador de partículas más grande del mundo.

El gráfico muestra lo que ocuparía el nuevo acelerador en comparación con el LHC

“Tenemos unos plazos de entrega muy largos -dijo Heuer- porque nuestros proyectos son ambiciosos y necesitan mucha investigación y desarrollo. Tomemos como ejemplo el LHC. Lleva solo tres años a pleno rendimiento, pero los planes para construirlo comenzaron en 1983, y el primer debate sobre la física que debería estudiar en 1984”.

Durante su intervención, Heuer dijo que “nos ha llevado cerca de 50 años completar el Modelo Estandar, que sólo describe cerca del 5% del Universo. ¡Cincuenta años para el 5%! Debemos explorar aún el 95% restante, lo que hoy conocemos como Universo Oscuro”.

Recordemos que el Modelo Estandar incluye a todos los componentes fundamentales de la materia ordinaria (esto es, la que forma todo lo que podemos ver, desde planetas a estrellas y galaxias) pero no dice nada de la materia oscura ni de la energía oscura. La materia ordinaria sólo da cuenta del 4,7% de la masa del Universo. Otro 23% es materia oscura y el resto energía oscura.

“Tenemos muchas esperanzas -prosigue Heuer- de que cuando el LHC funcione el año que viene a su máximo nivel de energía podamos tener un primer atisbo de lo que es la materia oscura. Y a partir de ahí determinar los objetivos del próximo gran colisionador”.

Pero también podría suceder que durante los próximos años no se consiga avanzar en este terreno, lo cual, para los investigadores, sería una prueba concluyente de que se necesita trabajar a mayores rangos de energía.

Como en el canal de la Mancha

Según los ingenieros del CERN, la construcción de un tunel circular de 100 km no debería de ser un problema si se utilizan máquinas similares a las que excavaron bajo el canal de la Mancha. Según los cálculos, no se tardaría mas de seis años en terminar esta fase del proyecto. El problema serían los cerca de diez millones de metros cúbicos de roca extraida (para el tunel de 27 km del LHC se extrajeron 1,5 millones de metros cúbicos), razón por la cual será necesario llevar a cabo detallados estudios de impacto medioambiental y estudiar qué hacer con tamaña cantidad de roca.

La siguiente fase del proyecto piloto será dirigida por un grupo de expertos que identificarán si las propuestas técnicas son o no factibles, si hay o no problemas tecnológicos y, lo más importante, las necesidades del material necesario para llevar a cabo los futuros experimentos de Física. Para cuando este proyecto piloto esté terminado (se calculan unos cinco años), ya se dispondrá de un buen número de resultados obtenidos por el LHC funcionando a su máxima potencia, lo que ayudará a mejorar tanto el diseño conceptual como a definor los objetivos de la nueva máquina.

Lo siguiente será completar el diseño con todos los detalles necesarios, tarea que llevará otros cinco años de trabajo, más otros diez para completar la construcción y la instalación de todo el equipamiento necesario. Si todo va según lo previsto y no surgen problemas, el sustituto del LHC podría estar listo para el año 2035, aunque para muchos esa fecha es demasiado optimista.

En cuanto al coste del proyecto, nadie se atrevió a aventurar siquiera una cantidad aproximada. “Cualquier cifra que se diga ahora estará equivocada -dijo Heuer- y lo peor es que esa cifra quedará para siempre”.

Cuando esté terminado, el nuevo colisionador podría funcionar, con diferentes actualizaciones, durante unos 60 años. Para describir la situación, Heuer recordó un refrán que, en sus tiempos de estudiante, tuvo que traducir del latín: “Plantó las semillas de árboles cuyos frutos jamás llegará a ver”.

Fuente

Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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