El Gran Colisionador de Hadrones del CERN ha entrado en silencio. El 29 de junio de 2026, el acelerador de partículas más grande del mundo apagó sus haces de protones por última vez en mucho tiempo. No es el final, sino el comienzo de una transformación sin precedentes: durante los próximos cuatro años, el túnel de 27 kilómetros enterrado bajo la frontera franco-suiza será objeto de la mayor renovación técnica de su historia, con el objetivo de multiplicar por diez su capacidad para registrar colisiones. El resultado, previsto para 2030, recibirá un nuevo nombre: High Luminosity LHC, o HiLumi LHC.
El principio del Long Shutdown 3
La pausa que acaba de comenzar se denomina oficialmente Long Shutdown 3, o LS3. No es la primera vez que el LHC se detiene para mantenimiento —ya lo hizo en 2013 y en 2018—, pero ninguna de las intervenciones anteriores tuvo la envergadura de esta. Los ingenieros del CERN tienen por delante una tarea monumental: retirar y sustituir 1,2 kilómetros de imanes y componentes críticos, modernizar los aceleradores auxiliares, actualizar los detectores principales —ATLAS y CMS— e instalar tecnologías que, en algunos casos, nunca se han utilizado antes en un entorno operativo real.
El calendario prevé que el HiLumi LHC comience a funcionar hacia junio de 2030, aunque proyectos de ingeniería de esta complejidad suelen requerir ajustes de plazo. Mientras tanto, los miles de físicos y técnicos que trabajan en el CERN aprovecharán el tiempo de parada para analizar los datos ya recopilados, desarrollar nuevos algoritmos de análisis y preparar los experimentos para la avalancha de información que llegará cuando el acelerador vuelva a la vida.
La clave: luminosidad, no velocidad
El nombre del nuevo acelerador no deja lugar a dudas sobre cuál es su objetivo prioritario. La luminosidad, en el contexto de la física de partículas, mide el número de colisiones que se producen por unidad de tiempo y de área. Cuantas más colisiones se generan, mayor es la probabilidad de que ocurran fenómenos raros y fugaces que los detectores puedan captar. El HiLumi LHC no acelerará los protones por encima de los niveles actuales —ya roza el límite teórico impuesto por su circunferencia—, pero sí comprimirá los haces para que los protones choquen de manera mucho más eficiente.
Para lograrlo, el CERN instalará una nueva generación de imanes de enfoque fabricados con una aleación de niobio y estaño (Nb3Sn), en lugar del niobio-titanio empleado hasta ahora. Este material superconductor tolera campos magnéticos notablemente más intensos, lo que permite comprimir los haces de protones a unas dimensiones mucho menores justo antes del punto de colisión. La fabricación de estos imanes ha sido uno de los mayores desafíos técnicos del proyecto, y su instalación representa el primer uso operativo de esta tecnología a gran escala en un acelerador de partículas.
Las cavidades cangrejo: un truco de geometría cuántica
Entre las innovaciones más llamativas del HiLumi LHC destacan las denominadas crab cavities o cavidades cangrejo. Se trata de dispositivos superconductores de radiofrecuencia que, colocados estratégicamente a lo largo del túnel, imprimen una ligera inclinación transversal a los paquetes de protones justo en el instante previo al choque. El efecto es sutil pero crucial: al inclinar los haces de esta manera, el solapamiento entre los dos flujos de partículas que viajan en sentidos opuestos se maximiza, aumentando significativamente el número de colisiones frontales efectivas. El nombre proviene de la forma en que se mueven los protones bajo la influencia de estas cavidades, que recuerda al andar lateral de los cangrejos.
380 millones de bosones de Higgs en el horizonte
Los números que maneja el CERN para la era del HiLumi son vertiginosos. Si el LHC original logró registrar alrededor de 55 millones de bosones de Higgs a lo largo de toda su vida útil, el HiLumi LHC aspira a acumular cerca de 380 millones de estas partículas después de 2030. El bosón de Higgs, descubierto en 2012 y que valió el Premio Nobel a François Englert y Peter Higgs, sigue siendo una de las partículas más escurridizas y ricas en información del universo. Cuantos más se observen, más posibilidades habrá de detectar comportamientos anómalos que apunten a física más allá del Modelo Estándar.
Porque ese es, en el fondo, el gran objetivo del HiLumi LHC: ir más allá. El Modelo Estándar de la física de partículas es extraordinariamente preciso, pero no lo explica todo. No da cuenta de la materia oscura, que constituye aproximadamente el 27% de la masa-energía del universo. No integra la gravedad de manera satisfactoria. No explica por qué existe más materia que antimateria. Con diez veces más datos y detectores más sensibles, los físicos esperan que el HiLumi LHC ilumine alguno de estos rincones oscuros de la realidad.
Cuatro años de espera que ya han comenzado
Hasta que el HiLumi LHC arranque, la comunidad científica afrontará una larga pausa operativa. Sin embargo, los archivos de datos del LHC siguen siendo una mina de información sin agotar. Equipos de todo el mundo —incluidos grupos españoles en el IFCA de Cantabria, el IFIC de Valencia o el CIEMAT de Madrid— continuarán buscando señales ocultas en las colisiones ya registradas, perfeccionando los modelos teóricos y preparando las herramientas computacionales que necesitarán para procesar el diluvio de datos que llegará en la próxima década. El Gran Colisionador de Hadrones se ha callado por ahora, pero lo que se está construyendo en su lugar promete hablar más alto que nunca.
