La modernización mejorará de forma considerable el desempeño del Gran Colisionador de Hadrones al incrementar el número de colisiones en grandes experimentos, lo que eleva la probabilidad de descubrir nuevos fenómenos físicos.

La Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) inició una importante actualización del colisionador de partículas más grande del mundo, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), para producir 10 veces más datos y ayudar a revelar los secretos de la física en las próximas décadas.

El inicio de las obras de ingeniería civil del LHC de Alta Luminosidad se convertirá en un nuevo hito en la historia del CERN y mejorará de forma considerable el desempeño del LHC para 2026 al incrementar el número de colisiones en grandes experimentos, lo que eleva la probabilidad de descubrir nuevos fenómenos físicos.

El LHC empezó a colisionar partículas en 2010. Dentro del anillo de 27 kilómetros del LHC, grupos de protones viajan a cerca de la velocidad de la luz y se estrellan en cuatro puntos de interacción. Estas colisiones generan nuevas partículas que son medidas por detectores alrededor de los puntos de interacción. Al analizar estas colisiones, los físicos de todo el mundo profundizan el conocimiento de las leyes de la naturaleza.

Aunque el LHC puede producir hasta 1.000 millones de colisiones entre protones por segundo, el LHC de Alta Luminosidad incrementará este número, lo que los físicos denominan "luminosidad", entre cinco y siete veces, lo que permitirá acumular unas diez veces más datos entre 2026 y 2036.

Esto significa que los físicos podrán investigar fenómenos raros y hacer mediciones más precisas. Por ejemplo, el LHC permitió a los físicos descubrir en 2012 el bosón de Higgs, lo que representó un gran avance en el entendimiento de cómo adquieren masa las partículas.

El LHC de alta luminosidad permitirá definir de forma más precisa las propiedades del bosón de Higgs y medir con mayor precisión la manera en la que es producido, se desintegra e interactúa con otras partículas.

El secreto para incrementar la tasa de colisión es apretar el haz de partículas en los puntos de interacción de modo que aumente la probabilidad de colisiones entre protones. Para lograr esto, el LHC de alta luminosidad requiere unos 130 nuevos imanes, principalmente 24 nuevos superconductores enfocados en cuadripolos para concentrar el haz y cuatro superconductores dipolos.

Tanto los cuadripolos como los dipolos alcanzan un campo de unos 11,5 teslas, en comparación de los 8,3 teslas de los dipolos actualmente utilizados en el LHC. También se instalarán 16 nuevas "cavidades de cangrejo" para maximizar la superposición del grupo de protones en los puntos de colisión. Su función es inclinar los grupos para que parezca que se muevan a los lados, como los cangrejos.

Emprendido en noviembre de 2011, el LHC de alta luminosidad es un esfuerzo internacional que involucra a 29 institutos de 13 países.

El proyecto incluye grandes obras de ingeniería civil en dos sitios principales en Suiza y Francia, respectivamente. Más de 1,2 de los 27 kilómetros del LHC tendrán que reemplazarse con nuevos componentes de alta tecnología como imanes, colimadores y cavidades de radiofrecuencia.