El Gran Colisionador de Hadrones: el final de una etapa

Tras casi dos décadas de funcionamiento, el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés), situado en el CERN (Ginebra), concluirá la toma de datos de su programa actual a finales del mes de junio. Desde su puesta en marcha en 2008, este acelerador se ha convertido en la herramienta más potente jamás construida para estudiar la estructura fundamental de la materia. Durante este tiempo, el colisionador ha proporcionado 54 mil billones de colisiones protón-protón a cada uno de los experimentos ATLAS y CMS, correspondientes a una luminosidad integrada de 540 femtobarns, casi el doble de lo previsto cuando se diseñó la máquina. Además, gracias al LHC se han registrado más de 300 mil millones de colisiones de iones pesados. 

Uno de los grandes logros de los experimentos del LHC ha sido la capacidad de medir fenómenos físicos con una precisión sin precedentes, gracias al desarrollo de técnicas de análisis novedosas y al procesamiento de enormes volúmenes de datos. Los miles de científicos que forman parte de sus colaboraciones han explorado territorios de la física hasta entonces desconocidos, culminando en el histórico descubrimiento del bosón de Higgs y en estudios cada vez más precisos de sus propiedades. Además, el LHC ha impulsado numerosos avances científicos de gran relevancia, entre ellos el descubrimiento de más de 85 hadrones —partículas compuestas por quarks—, la imposición de límites cada vez más estrictos a la existencia de nuevas partículas, investigaciones sobre la asimetría entre materia y antimateria y estudios de la naturaleza del plasma de quarks y gluones que dominó los primeros instantes del Universo. La trascendencia de estos resultados ha sido reconocida con algunos de los galardones científicos más prestigiosos del mundo, entre ellos el Premio Nobel de Física de 2013, concedido a François Englert y Peter Higgs tras la confirmación experimental del mecanismo que lleva sus nombres, así como el “Breakthrough Prize in Fundamental Physics” otorgado en 2025 a las colaboraciones ALICE, ATLAS, CMS y LHCb. 

La Universidad Autónoma de Madrid (UAM) ha desempeñado un papel destacado en muchos de estos avances. La UAM se incorporó al experimento CMS en 1992, involucrándose desde el principio en el diseño y desarrollo del detector central de muones de tubos de deriva (Drift Tubes). Desde entonces, sus investigadores han contribuido al desarrollo del sistema de disparo (trigger), a su actualización para la futura fase de alta luminosidad (HL-LHC), así como a la operación del detector y a la reconstrucción de muones. Por su parte, la UAM se incorporó a la colaboración ATLAS en 1994, participando en el diseño, construcción y operación del calorímetro electromagnético, un componente imprescindible para la detección de electrones y fotones. Los investigadores de la universidad también han desempeñado un papel destacado en el comisionado, la operación y la evaluación de la calidad de los datos obtenidos con este detector. Además, la UAM alberga uno de los nodos de la red mundial de computación del LHC, una infraestructura esencial para el procesamiento y almacenamiento de los datos recogidos, así como para la producción de simulaciones mediante generadores de eventos, dando servicio a toda la colaboración ATLAS. 

El LHC ha cerrado una etapa, pero está lejos de haber proporcionado sus últimas colisiones para el estudio de la estructura de la materia. A partir del mes de julio comenzará un amplio programa de actualización tanto del acelerador como de los detectores con vistas al inicio, en 2030, de la fase de alta luminosidad (HL-LHC), en la que se espera multiplicar por diez el número de colisiones protón-protón registradas hasta ahora. El HL-LHC permitirá seguir estudiando las partículas elementales con una precisión sin precedentes y, quizás, revelar nuevos fenómenos que amplíen nuestra comprensión del Universo.