Las primeras circulaciones de partículas en el 'nuevo' LHC tendrán lugar "en los próximos días"

Todo ha quedado en un susto. Un constructivo susto, en realidad. El pasado 21 de marzo, apenas 10 días después del anuncio oficial por parte del CERN de que su acelerador de partículas, el LHC (Large Hadron Collider), arrancaba una segunda y prometedora etapa científica tras dos años de parada técnica, surgía un defecto de aislamiento que obligaba a paralizar la última puesta a punto de la máquina. El equipo técnico del colisionador, liderado por José Miguel Jiménez, ha vuelto a hacer gala de su capacidad resolutiva y el programa sigue su curso, esperándose las primeras circulaciones de partículas “en los próximos días”. Así lo ha afirmado Jiménez a este diario, y ha precisado que “durante este fin de semana o a principios de la semana que viene” las partículas se deslizarán por primera vez en esta nueva etapa a lo largo de los 27 kilómetros del anillo que forma el LHC.

El problema surgido en el acelerador fue especialmente hiriente para la marcha del gran proyecto de física de partículas del CERN, que está en pleno arranque de una nueva etapa en la que el LHC trabaja casi al doble de la energía con que operaba hasta ahora, en concreto a 13 TeV (Tera Electro Voltios). Según ha explicado Jiménez a El Imparcial, los defectos de masa (un fallo del aislamiento de los 11.000 amperios que circulan en cada imán de la máquina) son relativamente comunes cuando ocurren en el exterior de los imanes. Pueden producirse con facilidad si uno de los millones de cables que recorren el anillo entra en contacto con alguna superficie metálica de la máquina. Sin embargo, estos defectos de aislamiento dentro del propio imán son infrecuentes y mucho más complejos.

Como si de una operación quirúrgica milimétrica se tratara, el equipo del departamento tecnológico del CERN ha logrado reparar el daño casi por control remoto, sin tener que manipular el imán. A base de cálculos de resistencia y corriente, los técnicos dedicaron casi tres días a localizar el problema: un trozo de metal de una décima de diámetro que se había quedado colocado a caballo sobre el diodo de cortocircuito del imán. La opción más obvia suponía abrir el imán y repararlo o, incluso, sustituirlo por otro, una solución en la que habrían invertido varios meses. Optaron por la vía más sutil y delicada: quemar la pieza enviando hasta ella una cantidad de energía milimétricamente calculada a través de un cable de 0,6 milímetros. Todo precisión y efectividad: el LHC sigue su camino con apenas unos días de retraso.

Jiménez ha hecho hincapié en el lema con el que se inició, en febrero de 2013, la parada técnica programada para introducir las mejoras necesarias que permitieran doblar la energía del LHC: ‘Safety first; Quality second; Schedule Third’ (Seguridad, primero; calidad, segundo; calendario, tercero).



Con el contratiempo solucionado, se ha demostrado que los mecanismos de seguridad mejorados en el LHC funcionan a la perfección: estos dispositivos detectaron la anomalía ahora subsanada. La calidad tanto de los componentes como del equipo humano también ha quedado ratificada: “Tener personal con esta dedicación y este nivel de preparación altísimo es una fuerza que hay que apreciar”, señala Jiménez, un activo que finalmente ha permitido que ni siquiera el último punto, seguir el programa según las fechas previstas, se vea desvirtuado.

Los responsables del LHC trabajan ahora para terminar de refrigerar los imanes, enfriarlos hasta los 1,9 grados Kelvin a los que deben operar. “En cuanto la máquina esté lista, durante el fin de semana o a principios de la próxima, le daremos las primeras vueltas a los haces de partículas y empezarán las cosas serias”, sostiene.

Detección de los primeros “sucesos”
Después de haber comprobado la inyección de los haces de partículas en el anillo, ponerlos a circular por él será el siguiente paso, crucial para terminar de recalibrar los detectores del LHC.
No sólo el acelerador ha sufrido cambios en estos dos años. Los detectores, dispositivos que utilizan los distintos experimentos del LHC para rescatar los datos derivados de las colisiones de partículas, también se han sofisticado. Según explica a El Imparcial Mar Capeans, líder del Grupo de Tecnología de Detectores del CERN, se les han introducido mejoras en su electrónica así como nuevas capas de detección. El resultado es una mayor capacidad para poder registrar los sucesos que se desprenden de las colisiones. “Hemos trabajado muy fuerte para que el detector sea más potente y poder detectar esa física que todos estamos buscando”, asegura la física experimental, que también fue investigadora en el experimento ATLAS del LHC.

Aunque ya se han realizado ciertos trabajos de calibración y monitorización de la calidad de estos detectores mejorados, dado que los rayos cósmicos que les llegan de forma “natural” generan actividad en ellos, las primeras circulaciones de partículas “serán muy útiles para comprobar que los detectores funcionan bien”, explica Capeans. “A pesar de que no haya aún colisiones de partículas exactamente en los puntos en los que están los detectores, sí que se producen ciertos sucesos por partículas que chocan, por ejemplo, con residuos de gas, y eso lo pueden ver los detectores”, añade.

Las primeras colisiones llegarán, según lo previsto, a finales del mes de mayo, aunque Capeans advierte de que no tendrán demasiada relevancia desde el punto de vista científico. “Para hacer descubrimientos hacen falta muchos datos; podemos decir que 2015 va a ser un año de preparación tanto de la máquina como de los detectores”, argumenta.
Pero, ¿de preparación para qué? ¿Qué se espera del ‘nuevo’ LHC?

Higgs. Modelo Estándar. Materia Oscura
“En la mente de todos hay tres objetivos muy claros”, afirma Capeans en relación a la física que, ya de cara a 2016, podría empezar a revelarse en el acelerador.

“En primer lugar, hemos descubierto el bosón de Higgs, pero no nos ha dado tiempo a entender reamente cómo funciona, cómo se comporta o, incluso, cuántos Higgs hay”, señala la líder del Grupo de Detectores, quien vaticina “muchísimo trabajo en los próximos años para entender realmente qué es el Higgs y si sus propiedades pueden abrirnos un mundo nuevo de física”.

Por otro lado, en la etapa anterior del LHC ya se detectaron ciertas desviaciones con respecto al Modelo Estándar, la fórmula aceptada para entender el funcionamiento de las partículas elementales. “Ya hemos visto cosas que parecen indicar que el Modelo Estándar no es del todo correcto, indicaciones muy claras de que probablemente haya nueva física”, explica Capeans antes de indicar que esas posibles ventanas a física hasta ahora desconocida se estudiarán “con un detalle extremo” valiéndose de las nuevas propiedades del acelerador.

Por último, la comunidad científica ha llamado la atención sobre la posibilidad de arrojar luz a uno de los grandes enigmas por resolver: ese 90 por ciento del universo que no se sabe de qué está compuesto y que se conoce como materia oscura.

“El nuevo rango de energía (13TeV) nos abre la puerta a otros dominios y las mejoras en el acelerador permitirán detectar un mayor número de colisiones, por lo que se amplían las opciones de descubrir nuevas partículas”, indica Capeans. En este sentido, la investigadora señala la posibilidad de ratificar la “famosa y muy elegante teoría de supersimetría”, según la cual cualquier partícula que conocemos hoy en día dentro del Modelo Estándar tiene una partícula supersimétrica como pareja. El LHC sería capaz de descubrir algunas de esas partículas –las más ligeras-, confirmando una de las teorías científicas más debatidas de las últimas décadas.

“Sería espectacular si encontráramos partículas supersimétricas o si descubriéramos que en vez de un Higgs hay dos o tres diferentes, o que se comporta de una forma que el Modelo Estándar no ha predicho”. Las opciones son infinitas y el futuro, prometedor. “Es la naturaleza la que nos va a sorprender”, resume Capeans.