El LHC es prepara per al seu tercer cicle que començarà en 2022

L’Institut de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) contribueix a posar a punt el major accelerador de partícules del món, inactiu des de 2019.

El Gran Colisionador d’Hadrons del CERN (LHC, per les seues sigles en anglés) constitueix l’accelerador de partícules més potent que existeix en el món. Es tracta de la màquina més gran construïda per l’ésser humà per a explorar i estendre la frontera del coneixement de la física en la qual l’Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre mixt del CSIC i la Universitat de València, desenvolupa gran part de la seua investigació. Degut al seu complex funcionament i necessitat de millora, la seua activitat es realitza en diverses fases després de llargues parades per a la seua posada a punt i implementació dels nous avanços.

En aquest moment el LHC reinicia les seues operacions després de la Segona Gran Parada, una etapa en la qual els diferents grups han estat treballant per a completar les actualitzacions programades des de 2019. Aquest període d’intens treball arriba ara a la seua fi amb la injecció dels primers feixos pilot al LHC que van començar a córrer fa una setmana.

Els feixos pilot formen part de la posada en marxa de la màquina del LHC en preparació per al seu tercer cicle que començarà en 2022. Amb una lluminositat integrada igual a la de les dues carreres anteriors combinades, els quatre experiments de l’accelerador de partícules, CMS, ALICE, ATLAS i LHCb, podran realitzar mesuraments encara més precises. No obstant això, per a seguir el ritme de la millora de l’accelerador, tots ells han hagut de sotmetre’s a una sèrie d’actualitzacions i transformacions. ATLAS i LHCb són els experiments en els quals participa activament l’IFIC i per als quals ha contribuït al reinici de les seues operacions.

En ATLAS, entre els treballs en curs, s’ha actualitzat l’espectròmetre de muons, especialment amb la instal·lació d’una de les dues Noves Rodes Xicotetes, que utilitza noves tecnologies com les noves Cambres de Bretxa Prima (sTGC) i els detectors micromegues. La seua bessona es baixarà a la caverna del detector al novembre.

El sistema de Trigger d’ATLAS, coordinat per la Dra Arantxa Ruiz, investigadora de l’IFIC, ha incorporat nous sistemes de lectura digital que permetran millorar l’eficiència del sistema de selecció en temps real de les interaccions de les partícules i ha sigut responsable de supervisar el procés de selecció de les primeres dades dels xocs de feixos del LHC. A més, des de l’IFIC s’ha contribuït en la posada a punt i alineació del traçador de silici d’ATLAS, així com la posada en marxa de l’electrònica de lectura del calorímetre TileCal de l’experiment.

Quant a l’experiment LHCb, es va produir una important metamorfosi durant aquests dos anys. Un nou detector de seguiment de partícules de fibra centellejant (SciFi) i detectors Cherenkov d’imatge anular millorats, RICH1 i RICH2, van ser instal·lats enguany, abans de la posada en marxa del tub del feix. En els pròxims mesos està prevista la instal·lació d’un localitzador de vèrtexs més ràpid (VELO).

Per la seua part, el grup de l’IFIC que participa en l’experiment LHCb està ultimant el desenvolupament del nou sistema d’adquisició de dades basat en la reconstrucció de traces amb targetes gràfiques (GPUs). La investigadora de l’IFIC Arantza Oyanguren ha estat clau en el desenvolupament d’aquest sistema que guardarà la informació essencial de les partícules produïdes en els xocs entre els feixos del LHC, sense prescindir de cap succés, augmentant el rendiment de les dades per a l’anàlisi. L’IFIC ha col·laborat també en la millora del sistema de reconstrucció de traces de LHCb, en concret al desenvolupament del nou Scintillating Fiber Tracker (SciFi) de l’experiment.

Els primers feixos de protons van circular per la cadena d’acceleradors del CERN al desembre de l’any passat, amb la injecció del primer fes en el PS Booster (PSB), connectant-lo per primera vegada al nou Linac4. Li va seguir el Sincrotró de Protons, que va accelerar el seu primer fes al març, mentre que el Súper Sincrotró de Protons (SPS) va veure els seus primers fas accelerats al maig.

Està previst que el LHC estiga en marxa durant els pròxims anys 2022-2024, un període en el qual està previst resoldre l’enigma causat per unes certes anomalies en el patró de les desintegracions amb leptons, partícules fonamentals de les quals s’espera nova informació per a continuar en l’avanç del coneixement.