El sábado 28 de abril, los operadores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) inyectaron con éxito 1.200 ‘paquetes’ de protones dentro del acelerador y los hicieron chocar. Esto marca el inicio ‘oficial’ de la temporada de toma de datos para la Física en el LHC, que se produce unos días antes de lo previsto siguiendo con el impresionante despertar de la máquina desde el final de su hibernación justo hace un mes. A principios de abril se inyectó un pequeño número de estos paquetes para ofrecer colisiones de prueba a los experimentos. ALICE, ATLAS, CMS y LHCb han comenzado ahora a tomar datos que usarán para medir las propiedades del Modelo Estándar de Física de Partículas y buscar alguna debilidad.

Esta teoría proporciona la mejor explicación de las propiedades de todas las partículas conocidas y de las tres fuerzas que las gobiernan: la fuerza electromagnética, la fuerza débil y la fuerza fuerte. Pero este modelo solo ofrece una imagen incompleta del Universo, solo da cuenta del 5% de su contenido… el restante 95% son materia y energía oscuras, para las que el Modelo Estándar no tiene respuestas, como tampoco las tiene para integrar la gravedad en las otras tres fuerzas.

Los físicos de partículas que trabajan en los experimentos del LHC buscan explicaciones a estas cuestiones de dos modos. En primer lugar, observando fenómenos predichos por el Modelo Estándar y buscando sutiles diferencias entre las medidas y las predicciones. Además, buscan fenómenos y partículas nunca vistas. Ambos tipos de búsquedas de física ‘más allá del Modelo Estándar’ requieren enormes cantidades de datos para poder filtrar una señal potencial de los procesos de fondo que se esperan. Los experimentos del LHC esperan por tanto que el LHC continúe con su tradición de superar la cantidad de datos alcanzada el año anterior.

ATLAS (donde participa el Insituto de Física Corpuscular) y CMS, los dos detectores de propósito general del LHC, continuarán probando las propiedades del bosón de Higgs que descubrieron en 2012. Esta partícula elemental es la herramienta más reciente que tienen los físicos para explorar las propiedades de la naturaleza. Desde su descubrimiento, los físicos han estudiado su comportamiento e interacciones con otras partículas, que de momento se han mostrado de acuerdo con el Modelo Estándar.

También continuarán la búsqueda de partículas supersimétricas, que podrían proporcionar un candidato a formar la materia oscura del Universo. ATLAS, CMS y LHCb también buscan pistas sobre la materia oscura de otras formas. Entre otras búsquedas, el experimento LHCb (donde también participa el IFIC) continuará buscando una solución al problema materia-antimateria en el Universo, puesto que el Modelo Estándar no puede explicar de forma adecuada la abundancia de materia que se observa.

Los operadores del LHC continuarán incrementando el número de paquetes por haz, con el objetivo de alcanzar los 2.556 en total. Esto les permitirá alcanzar los 60 femtobarns inversos de colisiones entre protones en los experimentos ATLAS y CMS para este año, un 20% más de los 50 femtobarns inversos logrados en 2017. Cada femtobarn inverso corresponde a 100 billones (10¹⁴) de colisiones entre protones. Al funcionamiento con protones seguirá un periodo de choques entre iones pesados de plomo, el primero desde 2016.

Este es el último año con colisiones antes de que el LHC entre de nuevo en un periodo de hibernación hasta la primavera de 2021, conocido como Long Shutdown 2, durante el cual la máquina y los experimentos se actualizarán. Así, los experimentos esperan maximizar la eficiencia en su toma de datos para mantenerse ocupados los próximos dos años de parón del LHC con los datos de gran calidad obtenidos este año.

Más información:

The 2018 data-taking run at the LHC has begun