Se trata del Gran Colisionador de Hadrones o LHC, por sus siglas en inglés, el acelerador de partículas más grande y poderoso que se ha creado hasta el momento. Este ayudará a los científicos a conocer los misterios del origen del universo y es considerado el experimento más importante del mundo.

En la actualidad, físicos, ingenieros y técnicos de distintos países del mundo –entre ellos Chile– participaron en el upgrade que buscó incrementar la capacidad del acelerador, la cantidad de colisiones y su energía a niveles nunca vistos.

En la última actualización de su tecnología, Chile cumplió un rol fundamental a través del desarrollo de 32 módulos de detectores de partículas subatómicas. Este importante compromiso estuvo a cargo del Centro Científico
Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), perteneciente a la Universidad Técnica Federico Santa María (USM), en conjunto con la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC).

Finalmente, tras ocho años de trabajo, los detectores fueron probados e instalados durante 2021 en la New Small Wheel del espectrómetro de muones de ATLAS (uno de los cuatro experimentos del LHC y el más grande de ellos).

Ubicado a 100 metros bajo tierra en la frontera franco-suiza, y con una longitud de 27 kilómetros, este anillo subterráneo está catalogado, hasta ahora, como la máquina más grande creada en la historia de la humanidad.

En su interior, haces de protones colisionan casi a la velocidad de la luz, con la finalidad de recrear las
condiciones existentes en el universo poco después del Big Bang. Esto para descubrir nueva física, tal como sucedió en 2012 con la demostración experimental del bosón de Higgs.

El rol de Chile en el experimento más importante del mundo

Con la puesta en marcha del Colisionador, que comenzó el pasado 23 de abril, lo que se viene es un periodo de prueba de las tecnologías desarrolladas y las mejoras implementadas. Entre las que se encuentran los detectores fabricados en Chile.

Edson Carquín, doctor en Física e investigador de la USM, y el estudiante de doctorado Cristián Allendes, son parte de los investigadores chilenos que desempeñarán funciones en esta nueva etapa del LHC en CERN. Allí realizaron tareas de monitoreo de los sistemas de adquisición de datos desde la sala de control de ATLAS.

“Durante nuestra estadía supervisaremos la puesta en marcha de ATLAS, que es extensa y detallada: se prueban cada uno de los sistemas. Se verifica que no existan errores a nivel de software y que todos los cables estén bien conectados”, indica Carquín, quien viajará en septiembre a Suiza.

“También atendemos las alertas en caso de que se enciendan por algún problema técnico. Y en definitiva, estamos atentos a que los detectores y el acelerador funcionen bien”, agregó.

Allendes, por su parte, ya se encuentra en CERN ejecutando estas labores. Junto a ellos, son varios los científicos que tienen participación en la colaboración de nuestro país con ATLAS, como el Dr. William Brooks, líder del clúster de investigadores nacionales, y los doctores CCTVal Nicolás Viaux y Sebastián Tapia.

“En el acelerador hay colisiones de iones y de protones. Con estos últimos se busca física nueva (como el Higgs), mientras que en iones estudiamos el Quark- Gluon-Plasma, un estado de la materia único que existió poco después del Big Bang”, comentó Tapia.

“Parte de mi trabajo es estar a cargo del software que se usa para la reconstrucción de datos, la selección de los eventos y el análisis. Soy responsable de que el software funcione y hacer los desarrollos, coordinaciones y gestiones que ello requiera”, añadió.

El futuro del Gran Colisionador

Actualmente, los focos que tiene el Gran Colisionador son el estudio del bosón de Higgs, la búsqueda de nuevas partículas y el estudio de la física nuclear.

Lo relevante es que en ambas áreas del experimento más importante del mundo, Chile tiene presencia a través de diversas instituciones, específicamente en el caso de la USM y el CCTVal . El Dr. Tapia asegura que existen grandes posibilidades para seguir proyectando nuevos trabajos y colaboraciones.

“Para que el detector funcione y se recojan datos de forma satisfactoria, parte de las tareas es el monitoreo las colisiones. En adelante, sería ideal que sean cada vez más los estudiantes e investigadores que viajen a realizar estas labores”, explicó Tapia.

Además, señala que le gustaría que el equipo chileno se integrara en la parte técnica del experimento, desarrollando y controlando softwares. Así, podrían por ejemplo, incluir a estudiantes de informática que trabajen con IA.

“Y por supuesto, también sería importante seguir profundizando nuestro aporte en el área de física. Las capacidades para ello existen en nuestro país”, finalizó.