Un nuevo colisionador de hadrones, siete veces más potente que el actual: Descubrir que es la materia oscura

El Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) ya discute su siguiente gran proyecto científico y México, como actual colaborador en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), debe estar presente, consideró el doctor Gerardo Herrera Corral, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).

Se trata del Future Circular Collider (FCC), un colisionador que podría tener una circunferencia de 100 kilómetros de diámetro (el LHC tiene 27 kilómetros) y que haría chocar haces de protones a 100 teraelectronvolts (TeV), siete veces superior a los 14 TeV actuales.

Los pasados días 9 y 10 de septiembre se realizó en el CERN, ubicado en la frontera franco-suiza, el International Collaboration Board, una reunión a la que Herrera Corral, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, fue invitado.

“El proyecto avanza muy bien y podría concretarse. La idea es que el equipo sea el sucesor del Gran Colisionador de Hadrones, que actualmente es el proyecto de investigación más importante en el mundo”, comentó Herrera Corral.

“Es importante pensar que al ser un proyecto de frontera México debería ser parte de él y no sólo un observador”, añadió.

Actualmente, el CERN administra los trabajos del LHC, equipo de investigación básica que hace dos años descubrió el bosón de Higgs, uno de los mayores hitos en la investigación científica de los últimos tiempos, trabajo que fue premiado en 2013 con el Premio Nobel.

El siguiente gran reto científico que se ha propuesto el CERN con el LHC es descubrir, al menos en parte, qué es la materia oscura, además de terminar de revisar si el bosón de Higgs es una partícula única o forma parte de una familia de partículas aún por descubrir.

Los aceleradores de partículas lo que hacen es tomar el protón de un átomo de hidrógeno e impulsarlo a través de un gran circuito que lo lleva, al final, viajar a 0.999999 veces la velocidad de la luz; es decir, a 1,080 millones de kilómetros por hora o 300 mil kilómetros por segundo, hasta que choca con otro protón que viaja en la dirección opuesta.

Los equipos responsables de dar este impulso son cavidades de radiofrecuencia que de manera gradual aceleran a los protones y a partir del año 2015 chocarán con una energía de 14 TeV en el centro de masa.

Para desvelar los secretos que aún guarda el Universo se requiere que la velocidad de choque sea mayor, por ello se presenta la propuesta de construir un equipo siete veces más grande que el actual.

De ser aprobado, el FCC se ubicaría igualmente entre Francia y Suiza, principalmente del lado galo, aprovechando parte de la infraestructura que ya ha sido desarrollada para el Gran Colisionador de Hadrones que, actualmente, se prepara para reiniciar su actividad de investigación el próximo año.

Los planes preliminares indican que su construcción iniciaría hacia 2020, para comenzar a funcionar en el 2035.

Los primeros planes, añadió Herrera Corral, indican que el FCC lograría que los protones choquen a una velocidad siete veces mayor que el LHC.

“Es interesante que este proyecto pueda seguir la trayectoria del proyecto anterior del CERN, donde el túnel se usó primero para un acelerador de electrones y luego para lo que hoy es el LHC”, comentó el físico.

El CERN no es la única organización que planea tener un nuevo acelerador de partículas, el Instituto de Física de Altas Energías de Pekín, en China, tiene el propósito de invertir miles de millones de euros en la construcción de un súper colisionador de hadrones que tendría un anillo de más de 100 kilómetros donde haría chocar electrones y positrones (o antielectrones).

En la pasada Conferencia Internacional de Física de Alta Energía, que se realizó en Valencia, España, trascendió que el proyecto chino estaría listo para el 2035.

Actualmente, dicha nación asiática tiene ya un acelerador de partículas que trabaja en el estudio de cuarks pesados, básicamente reuniendo gran cantidad de estadísticas, pero con el cual ha ganado prestigio en los últimos años.

En Europa se realizarán más reuniones de planeación para el FCC el 29 de septiembre, a finales de octubre e, igualmente, la última semana de noviembre.