La principal prioridad de Europa en física de partículas es construir una fábrica de Higgs, la partícula elemental descubierta en 2012 que completa la definición de la materia visible de la que está hecho todo lo que los humanos podemos ver y tocar, desde nuestros propios cuerpos a las estrellas más lejanas del universo.
Una fábrica de Higgs es un acelerador de partículas lineal en el que se hacen chocar haces de materia y antimateria casi a la velocidad de la luz. El proyecto que impulsa Europa utilizará electrones y su reverso de antimateria, los positrones, que al colisionar producirán otras partículas elementales. Un acelerador de este tipo puede producir millones de bosones de Higgs durante su vida útil, lo que permitirá conocer en detalle el comportamiento de esta partícula fundamental para la existencia del universo, pues fue la encargada de generar la masa del resto de partículas que a su vez son los ladrillos más básicos de los que están hechos los átomos.
El laboratorio europeo de física de partículas CERN ha aprobado hoy la estrategia de todo el continente en la investigación en este campo y que fija cuáles son las máximas prioridades. Varios centenares de físicos han participado en la elaboración de este documento que se elabora aproximadamente cada siete años y que sienta las bases del futuro de la exploración en física de partículas para las próximas décadas.
“Esta estrategia permite que Europa siga siendo el líder mundial de la física de partículas”, ha resaltado hoy Fabiola Gianotti, directora general del laboratorio CERN, del que forman parte 23 países, incluida España.
El bosón de Higgs cerró la descripción de la física de la materia conocida, pero esta supone solo el 5% de todo el universo. El resto es lo que Gianotti ha llamado “el universo oscuro” donde reina una “nueva física” completamente desconocida en la que el CERN debe adentrarse ahora con la construcción de las nuevas mayores máquinas de la física.
Una de las grandes preguntas es qué es la materia oscura que supone el 25% del universo. Aunque tiene que existir para que el cosmos tenga el aspecto que tiene, nunca se ha detectado. El resto del universo está hecho de un ingrediente aún más esquivo y desconocido: la energía oscura que en teoría provoca que el universo esté en una continua expansión cada vez más acelerada. “La nueva estrategia es ambiciosa pero también cautelosa para ir avanzando paso a paso”, ha explicado Gianotti en una rueda de prensa virtual desde Ginebra.
El primer objetivo de la estrategia es seguir adelante con la actualización del mayor acelerador de partículas, el LHC. En su anillo subterráneo de 27 kilómetros construido bajo la ciudad de Ginebra (Suiza) se hacen chocar protones a altas energías para descomponerlos en partículas elementales, lo que permitió descubrir el bosón de Higgs en 2012. Esta máquina va a ser actualizada para aumentar su luminosidad y estará en funcionamiento hasta 2038.
Al mismo tiempo el CERN recomienda poner en marcha la construcción de la fábrica de Higgs. La estrategia no especifica qué proyecto de este tipo es el más adecuado. “En la actualidad hay cuatro candidatos posibles, pero Europa contempla solo tres de ellos”, explica Juan Fuster, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC).
Uno de los más avanzados es el ILC que sería construido en Japón y que es un proyecto que ha sufrido importantes recortes de presupuesto. Japón se encuentra en la actualidad en negociaciones con EE UU, Francia y Alemania para discutir cómo y cuándo se podría construir el acelerador y cuánto dinero de su coste de unos 4.000 millones de euros, explica Fuster. Hay otros dos proyectos europeos impulsados por el CERN, uno lineal y otro circular. El cuarto es el CEPC, la fábrica de Higgs que planea construir China.
En un horizonte más lejano, el CERN recomienda hacer los estudios técnicos y financieros para construir el FCC, que sería el nuevo mayor acelerador de partículas más grande de la tierra, con un túnel de 100 kilómetros y unas siete veces más potente que el actual LHC. Se trata de un proyecto mastodóntico —tiene un coste estimado de 24.000 millones de euros— en el que Europa y sus socios compiten con China. El país asiático ha anunciado su propio proyecto para construir un acelerador de 100 kilómetros en un intento de arrebatarle a Europa su puesto a la vanguardia de la exploración de la física de partículas.
“Estamos intentando coordinarnos para no duplicar esfuerzos”, ha dicho Gianotti sobre los planes de China. “El hecho de que este país quiera construir su propio acelerador de este tipo demuestra que se trata de un objetivo importante”, ha añadido.
La estrategia también fija otros objetivos, como que Europa siga apoyando proyectos de física de neutrinos en Japón y Estados Unidos.
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