Para Alberto Ruiz Jimeno, catedrático emérito de la UC, este proyecto aún está por confirmarse y apunta a otras alternativas en la carrera por tener el mayor acelerador mundial
En Santander, 7 de marzo de 2024
El mayor acelerador de partículas del mundo hasta la fecha, es el LHC (Gran Colisionador de Hadrones), de sobra conocido por la comunidad investigadora y el público en general. Sin embargo, ahora surge una nueva prioridad para el CERN,
el LHC a alta luminosidad. Para ello la majestuosa máquina entrará en un parón desde finales del 2026 y hasta 2029, y luego procederá a tomar datos a alta luminosidad y con más precisión, pero la pregunta que se plantea ahora el consejo del CERN es, ¿qué pasará después?
"Tanto en la estrategia Europea, como en la de EEUU y en Japón (sede del
SuperKEKB), se ha decidido que la estrategia para el futuro es
un colisionador que sea
una factoría de Higgs,
así llamadas porque producirían muchos millones de bosones de Higgs y otras partículas.
Y para ello, lo más adecuado son colisionadores electrón-positrón, es decir, colisionadores leptónicos”, explica
Alberto Ruiz Jimeno, catedrático emérito de la Universidad de Cantabria (UC) e investigador del Instituto de Física de Cantabria (CSIC-UC).
Hasta ahora, el LHC, situado en la frontera de Francia y Suiza, cuenta con un anillo de 27 kilómetros ubicado entre 45 y 100 metros bajo tierra, y proporciona haces de hadrones a los detectores CMS, ATLAS, ALICE y LHCb. Ahora el proyecto que tiene entre manos el CERN es lo que han llamado
el FCC, el Futuro Colisionador Circular, con 91 kilómetros de perímetro (casi 3 veces el LHC) y que tendría una primera fase con un colisionador de partículas electrón-positrón, y una segunda con colisiones entre hadrón-hadrón. Pero ¿esto qué significa?
Ruiz Jimeno explica que “una vez descubierto el bosón de Higgs en 2012, el LHC no ha descubierto nuevas partículas, lo que plantea la necesidad de buscar nuevas pistas que lleven más allá del Modelo Estándar”, por ello, “hacen falta aceleradores de precisión”, es decir, estudiar las medidas de las propiedades del bosón de Higgs y sus acoplamientos con muchísima más precisión. Para eso, explica Ruiz, “lo ideal sería crear un colisionador electrón-positrón, que tenga muy poco ruido y sea muy sensible a los sucesos de colisión”. Esto será necesario para poder discriminar entre muchos modelos de física, más allá del modelo estándar, que ya se están barajando.
Esta sería la prioridad mundial, sin embargo, para llegar a este punto es necesario un acuerdo político, además de financiación, algo que de momento no se ha alcanzado. “Europa, EEUU y Japón tienen sus prioridades. En el caso del CERN, que representa esencialmente a Europa, la prioridad que ha establecido y que ha empezado a estudiar es este colisionador circular, el problema es que es muy grande, porque tiene que haber poca pérdida de energía por radiación de sincrotrón, por eso mide 91 kilómetros, además habría que decidir dónde se construye, y si es posible desde el punto de vista financiero y de sostenibilidad”, afirma el catedrático de la UC.
Alberto Ruiz Jimeno lleva más de 40 años trabajando en el estudio de nueva física, viajando entre el IFCA y el CERN. / IFCA Comunicación.
Frontera: 2040
En este momento ya se han realizado lo primeros estudios geológicos y administrativos entre las distintas regiones que se verían afectadas por la construcción del futuro acelerador circular del CERN. Para finales de 2025 se sabrá si esta primera fase de estudio es aprobada por el Consejo del CERN y a continuación pasará a la siguiente etapa de estudios y
no empezaría a funcionar hasta 2040 aproximadamente, cuando el LHC
se apague.
En términos de financiación, la primera fase del FCC, que promete ser el más potente a nivel mundial, costaría unos 12.000 millones de euros (incluyendo la obra civil), que
podrían alcanzar los 20.000 millones de euros al final del proyecto. “Es una gran suma de dinero pero realmente no lo es tanto si comienzas a repartirlo entre los estudios previos, la obra en sí a realizar, y la dedicación de miles de físicos/as e ingenieros/as, durante más de 30 años,” explica Ruiz.
Sin embargo, dependerá mucho de lo que ocurra con el LHC a alta luminosidad para saber por dónde continuará la trama de esta historia. Para el investigador del IFCA "lo único que es seguro, y eso vale tanto para este acelerador circular, como para el
International Linear Collider (ILC) y para el acelerador circular CEPC, que está proyectado en China”; es que si uno de ellos sigue adelante en la carrera por construir el mejor acelerador del mundo, "no tendría tanto sentido el de los otros (en la fase electrón-positrón), así como otras opciones que se están barajando en Estados Unidos”, sostiene.
Es una incógnita saber quién logrará construir el mayor acelerador de partículas hasta la fecha. Japón, China, Europa o Estados Unidos, "lo que sabemos seguro es que el FCC es la opción del consejo del CERN, pero no tiene por qué ser la que se apruebe definitivamente y si se construye el FCC estaríamos hablando de 2040”, concluye el catedrático de física. En todo caso, el proyecto que se apruebe tendrá carácter internacional mundial, y contará con la participación de todos los países interesados.
El SuperKEKB es la propuesta japonesa en la carrera del mejor acelerador. / Belle II Collaboration.
El papel del IFCA
Hasta ahora se ha hablado de aceleradores, pero para que estos den resultados se necesitan detectores de los sucesos que se dan en los choques entre partículas. Desde el
Grupo de Partículas e Instrumentación Avanzada del IFCA, junto al IFIC (Valencia) o el CIEMAT (Madrid), se ha trabajado estos años en
crear un detector de estas colisiones, lo que se conoce como el
International Linear Detector (ILD), creado originalmente para el ILC, pero que puede adaptarse tanto a un acelerador lineal como circular (el FCC).
Qué es el Colisionador Lineal Internacional
El Colisionador Lineal Internacional (o
International Linear Collider - ILC por sus siglas en inglés) es el más maduro de los proyectos actuales, está aprobado técnicamente y busca ser “una herramienta imprescindible para desvelar algunos de los misterios más profundos del universo”. Permitirá a la comunidad física explorar con precisión regiones de energía extremadamente alta y estaría formado por
dos aceleradores lineales de unos 20 kilómetros de longitud, donde se harán chocar electrones y sus partículas de antimateria, los positrones, a casi la velocidad de la luz. Es uno de los candidatos a ser
Factoría de Higgs permitiendo responder a algunas de las preguntas como ¿Qué es el bosón de Higgs, qué son la materia y la energía oscuras, o si existe la supersimetría?
Rebeca García / IFCA Comunicación
