El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Física de Partículas (CERN), en Ginebra, Suiza, producirá a partir de mañana martes 5 de julio de 2022, colisión de protones a un nivel de energía jamás alcanzada antes, lo que le permitirá recrear casi al detalle cómo eran las condiciones de la materia durante los primeros microsegundos después del Big Bang. El objetivo será responder las grandes interrogantes que persisten, a 10 años de la primera observación este 4 de julio del llamado “bosón de Higgs”, sobre el funcionamiento de la naturaleza y de la vida, y poder contemplar lo que hasta ahora ninguna tecnología ha permitido al ser humano: simular las condiciones de la materia en el inicio del universo.

El mayor y más potente colisionador de partículas del mundo volvió a ponerse en marcha en abril pasado, tras estar en inactividad durante tres años, tiempo en el que se le realizó una serie de mejoras para preparar su tercer funcionamiento.  Así, a partir de este martes 5 de julio funcionará las 24 horas del día durante casi cuatro años, originando una energía récord de 13,6 billones de electronvoltios, según anunció la Organización Europea para la Investigación Nuclear en rueda de prensa.

En un comienzo, el LHC enviará en direcciones opuestas dos potentes haces de protones -partículas del núcleo de un átomo- a casi la velocidad de la luz (226 km. por segundo)  alrededor de un anillo de 27 kilómetros enterrado a 100 metros bajo tierra a lo largo de un tramo de la frontera franco-suiza. De ese modo y durante casi cuatro años el Gran Colisionador de Hadrones funcionará simulando prácticamente la densidad que se produjo en el instante mismo del inicio del universo. Las colisiones que resulten de este experimento único serán registradas y analizadas por miles de científicos en el marco de una serie de experimentos, como ALICE, CMS, TOTEM, LHCb, LHCf y MoEDAL, seis de los siete detectores de partículas junto al construido en el LHC, que utilizarán esta potencia mejorada para investigar la materia oscura, la energía oscura y otros misterios fundamentales del universo. “Nuestro objetivo es realizar 1.600 millones de colisiones protón-protón por segundo” dijo el jefe de aceleradores y tecnología del CERN, Mike Lamont. Claro que en esta ocasión, los haces de protones se reducirán a menos de 10 micras -un cabello humano tiene un grosor de unas 70 micras– para aumentar así la tasa de colisiones, añadió. La nueva tasa de energía les permitirá seguir investigando el “bosón de Higgs”, que el Gran Colisionador de Hadrones observó por primera vez hace diez años, el 4 de julio de 2012.

Fue precisamente ese descubrimiento el que revolucionó la Física, en parte porque el bosón encajaba en el Modelo Estándar, la teoría dominante de todas las partículas fundamentales que componen la materia y las fuerzas que las gobiernan. Sin embargo, varios descubrimientos recientes han puesto en tela de juicio el Modelo Estándar, por lo que el Colisionador actualizado examinará el “bosón de Higgs” con mayor profundidad. La directora general del CERN, Fabiola Gianotti (quien anunció al mundo por primera vez su descubrimiento hace exactamente una década), afirmó que “el bosón de Higgs” está relacionado con algunas de las preguntas abiertas más profundas y sin respuesta que presenta actualmente la Física fundamental”, dijo.

En comparación con el primer Colisionador que descubrió el bosón, esta vez habrá 20 veces más colisiones. “Se trata de un aumento significativo, que allana el camino para nuevos descubrimientos”, declaró por su parte Mike Lamont. Su colega, el director de investigación y computación del CERN, Joachim Münich, afirmó a su vez que aún queda mucho por aprender sobre el bosón. “¿Es el ‘bosón de Higgs’ realmente una partícula fundamental o es un compuesto?”, se preguntó. “¿Es el ‘bosón de Higgs’ la única partícula que existe o hay otras?”, añadió.

El Colisionador alcanzará su potencia máxima justo este martes 5 de julio, en conmemoración al descubrimiento hace 10 años del “boson de Higgs”, momento que representó un alto hito en la historia de la ciencia moderna. Después de esta carrera que durará hasta 2026, el Colisionador será detenido para volver a funcionar en 2029 como LHC de Alta Luminosidad, multiplicando por un factor de 10 el número de eventos detectables. Y, yendo aún más allá, los científicos ya están planeando un Futuro Colisionador Circular, un anillo de 100 kilómetros de diámetro, con el que pretenden alcanzar la casi inimaginable energía de 100 billones de electronvoltios. “El objetivo no es sólo entender el cómo; el objetivo es entender el por qué“, afirmó, por su parte, Gian Giudice, director del departamento de física teórica del CERN.

Como sea, por ahora los científicos esperan impacientes los resultados de la tercera prueba del Gran Colisionador de Hadrones que iniciará sus funciones nuevamente mañana martes.