Los experimentos del LHC vuelven a funcionar a un nuevo récord de energía
CIEMAT/DICYT El Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) comenzó hoy a proporcionar datos para la física por primera vez en 27 meses. Tras una parada técnica de casi dos años y varios meses de puesta en marcha, el LHC proporciona ahora colisiones a todos sus experimentos a una energía sin precedentes de 13 teraelectronvoltios (TeV), casi el doble de la energía de colisión de su primer ciclo de funcionamiento. Esto marca el inicio del segundo ciclo de funcionamiento del LHC o Run 2, abriendo el camino a nuevos descubrimientos. El LHC funcionará de forma continua durante los próximos tres años. 200 científicos y técnicos de diez centros de investigación españoles participan en los experimentos del LHC.
"Con la vuelta del LHC al modo de producción de colisiones celebramos el final de dos meses de comisionado de los haces", dijo el Director de Aceleradores y Tecnología del CERN, Frédérick Bordry. "Es un gran logro y un momento gratificante para muchas personas que han dedicado gran parte de su tiempo para que esto suceda".
Hoy a las 10:40 horas, los técnicos que operan el LHC declararon "haces estables", la señal para los experimentos del LHC para comenzar a tomar datos. Los haces están formados por cadenas de paquetes de protones que viajan casi a la velocidad de la luz alrededor de los 27 kilómetros del anillo del LHC. Las cadenas de paquetes circulan en direcciones opuestas, guiadas por potentes imanes superconductores. El LHC se llenó hoy con 6 paquetes, cada uno con 100.000 millones de protones. Este número se incrementará progresivamente hasta los 2.808 paquetes por haz, permitiendo al LHC producir hasta mil millones de colisiones cada segundo.
Durante el primer ciclo de funcionamiento del LHC, los experimentos ATLAS y CMS anunciaron el descubrimiento del llamado bosón de Higgs, la última pieza del puzle del Modelo Estándar, la teoría que describe las partículas elementales que componen la materia del universo visible y sus interacciones.
"Los primeros tres años de funcionamiento del LHC, que culminaron con un gran descubrimiento en julio de 2012, fueron solo el comienzo de nuestro viaje. ¡Ahora es el momento de nueva física!", dijo el Director General del CERN, Rolf Heuer. "Hemos visto fluir los primeros datos. Vamos a ver lo que nos revelan sobre el funcionamiento del universo".
En el Run 2 que comienza hoy, los físicos tienen la intención de profundizar en el Modelo Estándar, e incluso encontrar evidencias de nuevos fenómenos físicos más allá de sus límites que podrían explicar misterios como la materia oscura, que compone un cuarto del universo, o la aparente predilección de la naturaleza por la materia sobre la antimateria, sin la cual no existiríamos.
Durante los dos años de parada técnica, los cuatro grandes experimentos ALICE, ATLAS, CMS y LHCb se sometieron también a un importante programa de mantenimiento y mejora para prepararse para la nueva frontera de energía.
"Las colisiones que estamos viendo hoy indican que el trabajo que hemos hecho los últimos dos años para preparar y mejorar nuestro detector ha sido exitoso, y marcan el inicio de una nueva era de la exploración de los secretos de la naturaleza", dijo el portavoz de CMS Tiziano Camporesi. "Apenas podemos expresar la emoción de nuestra colaboración, especialmente la de los más jóvenes".
“El éxito del reinicio de la toma de datos para la física, con todos los sistemas en perfectas condiciones para recopilar, procesar y analizar nuevos datos rápidamente, es un testimonio del compromiso e inmenso y duro trabajo de muchas personas de toda la colaboración ATLAS durante el largo parón”, dijo el portavoz de ATLAS Dave Charlton. “Ahora empezamos a profundizar en los nuevos datos para ver lo que la naturaleza nos reserva en estas nuevas energías inexploradas”.
"Todo el mundo en la colaboración está muy emocionado ahora que el nuevo ciclo ha comenzado", dijo el portavoz de LHCb Guy Wilkinson. "Nos permitirá continuar investigando los rompecabezas de nuestros estudios del Run 1, y para comprobar con mayor sensibilidad la diferencia de comportamiento entre materia y antimateria".
“Las colisiones entre protones nos proporcionarán datos de referencia esenciales para el funcionamiento con haces de iones pesados previsto para el final de año, en el que el LHC proporcionará mayor energía y luminosidad comparados con el Run 1”, dijo el portavoz de ALICE Paolo Giubellino. “Tenemos la intención de ampliar la exploración de las interesantes señales que surgieron en el Run 1”.
Además de estas grandes colaboraciones, tres experimentos más pequeños, TOTEM, LHCf y MoEDAL, estarán entre los que busquen nueva física a la nueva frontera de energía del LHC de 13 TeV.
Participación científica española en el LHC
Unos 200 científicos y técnicos españoles participan en los principales experimentos del LHC. En el experimento ATLAS participan el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universidad de Valencia); el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), consorcio de la Generalitat de Catalunya y la Universitat Autònoma de Barcelona; el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (CNM‐IMB‐CSIC); y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).
En CMS colaboran el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT); el Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-Universidad de Cantabria); la Universidad de Oviedo (UO) y la Universidad Autónoma de Madrid (UAM).
En LHCb participan la Universidad de Santiago de Compostela (USC), la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad Ramón Llull (URL) y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV). En ALICE lo hacen la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y el CIEMAT.
La participación científica española en el LHC ha contado con el apoyo del Centro Nacional de Física de Partículas Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010.
La participación del CIEMAT
Por un lado el CIEMAT ha colaborado en la puesta a punto del propio acelerador, y por otro lado, con su participación en el experimento CMS. De las instalaciones del CIEMAT han salido más del 25% de las cámaras del detector central de muones de CMS y su electrónica asociada, así como parte del sistema de alineamiento entre subdetectores, responsabilidades del grupo de Física de Partículas del Departamento de Investigación Básica. Además, dicho grupo contribuye activamente en el análisis de los datos obtenidos, tanto directamente en la búsqueda y estudio del bosón de Higgs como la búsqueda de nuevas partículas y el análisis de otros procesos físicos.