En el silencio helado de Fermilab1 algo extraordinario está tomando forma. Un monstruo tecnológico que desafía las leyes de la física, empujando partículas a velocidades cercanas a la de la luz. Se trata de la última frontera de la investigación sobre partículas elementales, un proyecto que promete reescribir los libros de física y abrir nuevos caminos en la comprensión del universo.
El acelerador de partículas en detalle
El equipo técnico de Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi creó el prototipo de un criostato superconductor para el proyecto PIP-II. Se trata de un contenedor de aproximadamente 12 metros de largo que pesa más de 12.000 kg. Habrá cuatro de estos contenedores en total, y tendrán la tarea de acelerar los iones de hidrógeno. a una velocidad superior al 80% de la velocidad de la luz. Una vez completados, formarán la sección final del nuevo acelerador lineal que impulsará el complejo de aceleradores. Fermilab.
El proyecto cuenta con la participación de socios internacionales de India, Italia, Francia, Polonia y el Reino Unido. Tres de los módulos finales se ensamblarán en el Laboratorio Daresbury del Reino Unido, mientras que el cuarto se montará en Fermilab con componentes suministrados por Centro Raja Rammana de Tecnología Avanzada en la India. Esta colaboración internacional pone de relieve la importancia global del proyecto PIP-II, una mejora esencial del complejo acelerador del Fermilab.
Fermilab, la precisión es clave
Cuanto mayor es la energía, más penetrante y discriminante puede ser este instrumento, lo que permite a los investigadores estudiar las estructuras más pequeñas de la materia.
El secreto está en el frío extremo
El corazón de cada criostato contiene una cadena de dispositivos llamados “cavidades”, que parecen latas de gran tamaño dispuestas en fila. Están hechos en niobio puroun material superconductor. La característica más interesante es que la electricidad fluye a través de este material sin pérdida de energía, pero sólo cuando el niobio se mantiene a temperaturas muy por debajo de la media del espacio exterior. Para alcanzar el estado superconductor, las cavidades deben mantenerse a temperaturas cercanas al cero absoluto.
¿La solución? El equipo llena el interior del recipiente con helio líquido y lo protege con numerosas capas de aislamiento para evitar que temperaturas exteriores excesivamente altas interfieran con el proceso.
Fermilab, viaje al centro de la Tierra
Una vez que el prototipo funcione correctamente, se ensamblarán los cuatro módulos para completar el último tramo del nuevo acelerador lineal Fermilab. La trayectoria de las partículas es fascinante: los criostatos superconductores acelerarán los haces de aniones de hidrógeno, átomos compuestos de un protón y dos electrones, en lugar de la configuración clásica con un protón y un electrón.
¿Las aplicaciones? Muchas y prometedoras: desde la destrucción de células tumorales hasta la comprensión de la estructura de proteínas y virus, desde la creación de vacunas y nuevos fármacos hasta el avance de nuestro conocimiento sobre los orígenes del universo. Los haces de protones de alta potencia proporcionados por el acelerador PIP-II también permitirán experimentos basados en muones para buscar nuevas partículas y fuerzas con niveles de precisión sin precedentes. Este diverso programa de física impulsará nuevos descubrimientos en las próximas décadas.
La paciencia y la complejidad son las características distintivas de la investigación científica fundamental, y este proyecto es la demostración perfecta de ello. Mientras continúan las pruebas en el Instalación de pruebas de criomódulos del Fermilab, el mundo científico espera ansiosamente hallazgos que podrían cambiar para siempre nuestra comprensión del universo.
- Il Fermilab (Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi) es un importante laboratorio de investigación de física de partículas ubicado en Batavia, Illinois, Estados Unidos, a unos 50 km al oeste de Chicago. Fundado en 1967 y que lleva el nombre del físico italiano. Enrico Fermi, Fermilab es uno de los principales centros del mundo para el estudio de partículas elementales y las fuerzas fundamentales del universo. El laboratorio alberga potentes aceleradores de partículas y lleva a cabo experimentos de vanguardia en el campo de la física de altas energías. El Fermilab es conocido por importantes descubrimientos científicos, como la identificación de quarks top y top, y sigue siendo un punto de referencia internacional para la investigación en. física fundamental, en particular en el estudio de neutrinos. ↩︎
