El detector ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones en construcción en el laboratorio del CERN en Ginebra, Suiza Foto: CERN
La Universidad de Columbia dirigirá un equipo de científicos en un esfuerzo por mejorar las capacidades del detector ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas de mayor energía del mundo diseñado para producir algunas de las partículas subatómicas más pequeñas y exóticas de la naturaleza al romper protones.
El proyecto de $ 75 millones de varios años, financiado por la National Science Foundation (NSF), permitirá que el detector ATLAS aproveche al máximo el aumento de luminosidad, o tasa de colisiones, planificado para una actualización del acelerador LHC, operado por la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como CERN.
El LHC, que se encuentra bajo tierra, muy por debajo de la frontera internacional que separa Francia de Suiza, acelera los protones en un anillo de imanes superconductores casi a la velocidad de la luz antes de que choquen y exploten, dando lugar a partículas posiblemente nunca antes vistas.
'Estas mejoras permitirán a los científicos ampliar los límites del descubrimiento, aumentando la probabilidad de revelar fenómenos completamente nuevos, desde dimensiones adicionales del espacio hasta los componentes básicos de la materia oscura', dijo Michael Tuts, profesor de física en la Universidad de Columbia e investigador principal de el proyecto. 'Abrirán una nueva ventana sobre la física de partículas, acercándonos a la decodificación de cómo funciona realmente el universo'.
Se espera que el trabajo en la actualización de ATLAS comience este mes y continúe durante cinco años. El equipo de Columbia diseñará, construirá y probará componentes electrónicos clave para el sistema ATLAS en Nevis Laboratories en Irvington, Nueva York, el centro principal de la Universidad para el estudio de partículas experimentales de alta energía y física nuclear, y luego los enviará al extranjero para su instalación en ATLAS.
John Parsons y Gustaaf Brooijmans del departamento de física de Columbia dirigirán los aspectos técnicos del proyecto de Columbia, que brindará oportunidades de capacitación para estudiantes de posdoctorado y posgrado.
El ATLAS de 7.000 toneladas, el detector más grande jamás construido para un colisionador de partículas, actúa como una cámara digital gigante que captura los desechos de partículas producidos en las colisiones para un análisis más detallado. Fue construido entre 1998 y 2008 gracias a la colaboración internacional de más de 3.000 científicos e ingenieros y cerca de 200 universidades y laboratorios de 38 países. Este premio NSF por la actualización de alta luminosidad del detector ATLAS continúa la colaboración internacional.
En 2012, los investigadores de ATLAS y Compact Muon Solenoid (otro detector en el CERN) descubrieron conjuntamente una partícula teorizada desde hace mucho tiempo conocida como el bosón de Higgs, la pieza faltante del llamado modelo estándar de la física, que describe las partículas elementales y cómo interactúan. . La partícula de Higgs, que llevó a la concesión del Premio Nobel de Física en 2013, señala la existencia de un campo de energía invisible en todo el universo que imbuye masa a otras partículas.
La actualización del LHC de alta luminosidad, cuya finalización se estima en 2025, aumentará el número total de colisiones en el detector ATLAS en un factor de 10, según el CERN, lo que permitirá a los científicos recopilar datos de manera más eficiente y a tasas más altas.
Los científicos esperan que una mayor luminosidad les permita continuar la búsqueda de materia oscura, que comprende el 25 por ciento de nuestro universo; capturar y analizar nuevas partículas, interacciones y propiedades físicas; y aumentar la capacidad informática para compartir esos datos con científicos de todo el mundo.
El proyecto de actualización NSF ATLAS administrado por Columbia y respaldado por este premio incluye las siguientes instituciones: Universidad de Arizona, Universidad de Boston, Universidad de Chicago, Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, Universidad de Indiana, Universidad de Michigan, Universidad Estatal de Michigan, Universidad de Nueva York , Universidad del Norte de Illinois, Universidad de Oregon, Universidad de Pennsylvania, Universidad de Pittsburgh, Universidad Metodista del Sur, Universidad Stony Brook, Universidad de California – Irvine, Universidad de Massachusetts – Amherst, Universidad de Texas – Arlington y Universidad de Texas – Austin.
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