CERN ha alcanzado un hito crítico en la actualización del acelerador de partículas más grande y potente del mundo. Una nueva generación de imanes superconductores se alimentó a plena corriente de funcionamiento por primera vez el 8 de julio, acercando el Gran Colisionador de Hadrones de Alta Luminosidad (HiLumi LHC) un paso significativo más cerca de su debut operativo previsto para 2030.
Los imanes, construidos con bobinas superconductoras de niobio-estaño en lugar de las bobinas de niobio-titanio utilizadas en el LHC actual, generaron un campo magnético de 11,3 teslas, aproximadamente un 35 por ciento más fuerte que los imanes existentes. También cuentan con una apertura sustancialmente mayor, que se expande de 70 milímetros (2,8 pulgadas) a 150 milímetros (5,9 pulgadas), lo que permite un enfoque más preciso del haz y significativamente más eventos de colisión por segundo.
Sin quench, excelente memoria
La prueba se llevó a cabo en la instalación Inner Triplet (IT) String, una réplica a escala real de un sector del HiLumi LHC que permite a los ingenieros validar todos los sistemas antes de la instalación en el túnel principal. Los 17 circuitos eléctricos se alimentaron a sus corrientes objetivo, alcanzando los imanes cuadrupolares Inner Triplet 16.230 amperios sin un solo quench — la pérdida repentina de superconductividad que puede dañar los imanes y retrasar las operaciones.
Susana Izquierdo Bermudez, jefa de la Gran Instalación de Imanes del CERN, señaló que los imanes demostraron una “excelente memoria”, lo que significa que conservaron sus propiedades superconductoras a través de ciclos de alimentación repetidos sin requerir reentrenamiento — un requisito clave de rendimiento que minimiza el tiempo de puesta en marcha, el consumo criogénico y los retrasos operativos.
Uno de los imanes dipolares de separación requirió algunos quenchs de entrenamiento antes de alcanzar su corriente objetivo, lo que los ingenieros del CERN describieron como normal para la primera prueba a plena potencia de un nuevo tipo de imán. Todos los circuitos de imanes correctores alcanzaron las corrientes de diseño tanto en operación individual como combinada.
El sistema de protección de imanes liberó con éxito y de forma segura 38 megajulios de energía almacenada en el baño de helio líquido circundante, que se mantiene a 1,9 kelvin (menos 456 grados Fahrenheit, o menos 271 grados Celsius).
Un paso más cerca de la nueva física
El HiLumi LHC está diseñado para aumentar drásticamente el número de colisiones de partículas por unidad de tiempo, permitiendo a los físicos recopilar conjuntos de datos más grandes y buscar fenómenos raros más allá del Modelo Estándar de la física de partículas. La actualización ha estado en desarrollo durante años e implica no solo imanes más potentes sino también sistemas de enfoque completamente nuevos, convertidores de potencia e infraestructura criogénica.
CERN ha programado una segunda campaña operativa para septiembre de 2026, centrada en validar los procedimientos de puesta en marcha y las herramientas de análisis, así como en demostrar la reproducibilidad del rendimiento del sistema integrado en todos los subsistemas — incluidos imanes superconductores, alimentación en frío, convertidores de potencia, detección y protección de quenchs, criogenia, sistemas de vacío, controles y alineación.
Marta Bajko, jefa de la instalación IT String, describió la exitosa prueba de julio como la finalización de la fase de puesta en marcha del hardware, añadiendo que “la campaña generó una gran cantidad de datos que ahora estamos analizando para comprender mejor cómo interactúan todos los sistemas.”
Se espera que el HiLumi LHC comience a operar en 2030 y funcione durante al menos una década, extendiendo la vida útil científica del LHC hasta bien entrada la década de 2040. Si la campaña de septiembre confirma los resultados de julio, CERN habrá superado uno de los obstáculos técnicamente más desafiantes en el camino hacia una mayor luminosidad.
Fuentes: CERN upgrades particle accelerator with 11.3 tesla magnets (Interesting Engineering, 22 de julio de 2026)
Traducido por Alessandra