Hicieron falta más de 20 años para construir el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN. Por eso, en todo el mundo miles de científicos e ingenieros trabajan ya en el próximo gran acelerador de partículas. Una de las iniciativas más maduras, el Colisionador Lineal Internacional (ILC), afronta una fase decisiva para decidir su construcción, tras el respaldo de la comunidad científica expresado por el Comité Internacional para Futuros Aceleradores (ICFA). Jenny List, responsable de uno de los grupos del laboratorio alemán DESY en el ILC, ofrece un nuevo Coloquio Severo Ochoa en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-Universitat de València) para explicar el estado del proyecto y las perspectivas para buscar ‘nueva física’ con él, además de repasar otros proyectos de futuros aceleradores electrón-positrón.

Los aceleradores de partículas que utilizan electrones y sus antipartículas, positrones, para las colisiones en lugar de protones, como el LHC, se consideran instrumentos de precisión. El ILC consiste en dos aceleradores lineales enfrentados con una longitud cercana a 30 kilómetros. Durante su operación, ‘paquetes’ de electrones y positrones colisionarán en su centro unas 7.000 veces por segundo a una energía de 250 GeV, creando una serie de nuevas partículas que se registrarán en los detectores del ILC.

Esto supone una tasa muy alta de colisiones, lo que, combinada con la interacción muy precisa entre dos partículas que chocan y se aniquilan entre sí (como pasa con la materia y antimateria), permitirán al ILC proporcionar valiosos datos para medir con precisión las propiedades de partículas como el bosón de Higgs, o el quark top, la partícula elemental más pesada. También podría arrojar luz en nuevas áreas de la física como la materia oscura.

En las perspectivas que abre el ILC para el estudio de la física conocida y ‘nueva física’ trabaja Jenny List (Hamburgo, 1974), que dirige uno de los grupos de investigación del laboratorio de física de partículas DESY en Alemania dedicado al futuro acelerador lineal. Graduada en Física en la Universidad de Hamburgo, List realizó su doctorado en la Universidad Técnica de Aquisgrán con un trabajo asociado al CERN.

A comienzos del nuevo milenio comenzó a trabajar en DESY en el experimento H1 de su acelerador HERA, para pasar posteriormente a la Universidad de Wuppertal a ingresar en la colaboración del experimento ATLAS, que entonces (2003) estaba en plena fase de construcción para su instalación en el LHC. En 2005 ingresó en la Universidad de Hamburgo, y a partir de 2006 comenzó a trabajar en el proyecto del ILC, en concreto en la tecnología de polarización de los haces de electrones y positrones. Desde 2010 trabaja en DESY en este proyecto, dirigiendo actualmente un grupo de investigación que analiza los estudios de física que se podrán llevar a cabo en el ILC y trata de optimizar el detector diseñado.

La colaboración científica internacional que trabaja en el ILC presentó en 2013 el informe técnico del diseño del acelerador (Technical Desing Report) que preveía una energía de colisión de 500 GeV. La nueva versión del acelerador a 250 GeV lo convierte en menos costoso y más rápido de realizar, según enfatizó el comunicado de apoyo emitido por ICFA. El proyecto encara ahora una fase decisiva para decidir su construcción, donde Japón ha manifestado su interés en albergar el proyecto a la espera de recibir adhesiones en otros continentes. En este momento, Europa prepara también su nueva ‘hoja de ruta’ para la física de partículas.

En centros de investigación de todo el mundo, incluido el IFIC, se realiza trabajo de I+D para los aceleradores y detectores del ILC. La Colaboración del Colisionador Lineal (LCC) dirigida por el anterior director de la construcción del LHC Lyn Evans, se encarga de coordinar el avance del proyecto del ILC. En el IFIC, científicos e ingenieros trabajan en el desarrollo de nuevos detectores para la capa interna de los experimentos del ILC.

En su conferencia, List hará un repaso de otros proyectos para construir nuevos aceleradores de partículas electrón-positrón. En China, existe un amplio respaldo científico para construir un nuevo acelerador de partículas circular utilizando este tipo de colisiones, el CEPC (por Colisionador Circular Electrón-Positrón). El CERN tiene también su propio proyecto de acelerador lineal electrón-positrón, CLIC. Y dentro del proyecto para el gran acelerador circular del CERN que sustituya al LHC, el Futuro Colisionador Circular (FCC), también hay un grupo que estudia la viabilidad de utilizar este tipo de colisiones en un acelerador circular de 80-100 kilómetros de circunferencia (FCC-ee).

Más información:

http://www.desy.de/~boehmej/

https://www.linearcollider.org/ILC

http://indico.ific.uv.es/indico/conferenceDisplay.py?confId=3231

Colloquia IFIC - Severo Ochoa

“Physics at future e+ e- colliders”

Dr. Jenny List (DESY)

Jueves, 22 de marzo. 12:30 horas

Salón de Actos, Edificio de Cabecera, Parque Científico Universitat de València (entrada por Calle Catedrático José Beltrán, 2)