El Gran Colisionador del CERN logra colisiones con un nuevo récord de energía

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) registró la noche del miércoles las primeras colisiones de protones tras las mejoras acometidas durante los dos últimos años que han permitido que la gran instalación del CERN, en Ginebra (Suiza), llegue al nuevo récord de energía de 13 teraelectronvoltios (TeV). Concretamente, los dos haces de protonoces avanzaron en sentido contrario por el circuito circular del LHC a una energía de 6,5 TeV, lo que permitió las colisiones a una energía total de 13 TeV.

Estas primeras colisiones se han realizado para comprobar los sistemas que protegen al propio acelerador, a los imanes y a los detectores de las partículas que se desvían del haz, según ha explicado el CERN en un comunicado. El equipo de operaciones espera conseguir haces de protones estables en las próximas semanas, la señal para que los experimentos del LHC empiecen a tomar nuevos datos e inauguren la nueva fase de la instalación.

"Por el momento estamos haciendo colisionar los haces a 13 TeV y ajustando sus órbitas para que choquen unos con otros", ha comentado Ronaldus SuykerBuyk, del equipo de operaciones del LHC.

El mes pasado, los haces volvieron al acelerador por primera vez después de dos años de mantenimiento. El equipo del CERN "ha comprobado y refinado todos los instrumentos de los haces, imanes y colimadores a lo largo de los 27 kilómetros del LHC para las colisiones a 900 GeV (450 GeV por cada haz)", como comenta en una nota informativa el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

Pero cuando se incrementa la energía a 6,5 TeV por haz, prosigue el CPAN, "cambian significativamente sus parámetros y órbitas". Además, los haces se concentran en un punto mucho más pequeño en los detectores, por lo que el lugar de las colisiones dentro de los experimentos puede cambiar.

"Cuando comenzamos a hacer colisionar los haces a una nueva energía, a menudo no llegaban a encontrarse", ilustra Jorg Wenninger, del equipo de operaciones del LHC. "Los haces son diminutos, solo unas 20 micras (millonésima parte del metro), 10 veces menor que a 450 GeV. Así que tenemos que analizarlo todo, ajustando la órbita de cada haz hasta que las tasas de colisiones que nos proporcionan los experimentos nos muestran que los estamos haciendo colisionar correctamente".

El diseño del LHC permite más de 2.800 paquetes de protones a la vez circulando por la máquina.

Cuando el equipo de operaciones encuentre los puntos donde los haces interactúan de forma óptima para proporcionar el mayor número de datos para la física, los colimadores se tienen que colocar correctamente alrededor de las órbitas de los haces para interceptar las partículas que se desvían de la trayectoria del haz antes de que puedan llegar a los imanes o detectores. Cuando se valida la posición de todos los colimadores, el LHC entrará en modo de producción, describe Wenninger, convirtiéndose en una "fábrica de colisiones" que entrega datos a los experimentos. En ese momento, los experimentos podrán entrar completamente en funcionamiento.

Mientras tanto, los experimentos del LHC -Atlas, Alice, LHCb y CMS- usarán los datos de estas pruebas para comprobar partes específicas de sus detectores para el próximo ciclo de funcionamiento.

Declarar "haces estables" será solo el comienzo para el equipo de operaciones del LHC. "La máquina cambia alrededor tuyo", puntualiza Wenninger. "Habrá pequeños cambios a lo largo de los siguientes meses. Está la reproducibilidad de los imanes. Y el alineamiento de la máquina se mueve ligeramente con la geología cambiante del área. Así que tenemos que ajustarla cada día".

200 científicos y técnicos de grupos y centros de investigación españoles participan en los principales experimentos del LHC con el apoyo del CPAN.