El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) se extiende 27 km a la redonda y depende de miles de imanes de diferentes tipos —dipolos, cuadrupolos, sextupolos, octupolos, decapolos, etc.— para dirigir y controlar sus haces de partículas. Cada tipo realiza una tarea especializada, muy parecido a una oficina extremadamente cara y refrigerada criogénicamente, donde cada uno tiene un trabajo muy específico y nadie tiene permitido tocar el termostato.
Algunos de los más importantes se conocen como tripletes internos. Estos grupos de tres imanes cuadrupolos (de ahí el nombre, que al menos ahorra una reunión) se sitúan a ambos lados de los cuatro experimentos principales del LHC. Su trabajo es enfocar los haces de partículas lo más ajustadamente posible justo antes de que las partículas colisionen dentro de los detectores.
Cuanto más se "comprimen" los haces, mayor es la probabilidad de que las partículas colisionen. Eso hace que los tripletes internos sean esenciales para aumentar la luminosidad del LHC, es decir, el número de colisiones que ocurren en un período de tiempo dado. Más luminosidad significa más colisiones, lo que da a los investigadores más datos para analizar. En resumen: aprieta más fuerte, consigue más choques, aprende más sobre el universo. La física no es más que autos de choque con mejor financiación.
Una parte importante del futuro proyecto LHC de Alta Luminosidad (HiLumi LHC) implica reemplazar los tripletes internos existentes con una generación mucho más potente de imanes.
El trabajo se está llevando a cabo durante la tercera parada larga (LS3). Recientemente, los equipos cortaron la primera interconexión de imanes, comenzando formalmente la operación de reemplazo. El director general del CERN, Mark Thomson, también visitó el Punto 1 del LHC (el experimento ATLAS) para marcar el hito, presumiblemente para asentir con aprobación ante un cable muy grande siendo cortado.
"El reemplazo de estos imanes con los nuevos tripletes internos del HiLumi LHC es crucial para los próximos años de alta luminosidad. El primer cuadrupolo de los nuevos tripletes debería llegar al túnel a principios de 2029. En total, se instalarán 16 criostatos y 28 crioconjuntos, una empresa importante", explica Jean-Philippe Tock, jefe del Equipo de Coordinación de LS3.
Los nuevos tripletes internos son el producto de años de investigación y desarrollo. Representan un avance tecnológico importante sobre los imanes de niobio-titanio que operan actualmente dentro del LHC.
En lugar de niobio-titanio, los imanes mejorados utilizan bobinas superconductoras de niobio-estaño. Esto les permite generar campos magnéticos que alcanzan 11,3 teslas, aproximadamente un 40% más fuertes que los campos producidos por los imanes actuales. Como referencia, eso es mucho tesla, y no, todavía no puedes usarlo para cargar tu teléfono.
El nuevo equipo se instalará alrededor de los experimentos ATLAS y CMS, donde el aumento de la tasa de colisiones será especialmente importante.
ALICE y LHCb operan de manera diferente y persiguen programas de física distintos, por lo que no necesitan el mismo aumento en la luminosidad instantánea. Por lo tanto, sus tripletes internos existentes pueden permanecer en su lugar. Sin embargo, esos imanes aún se actualizarán para que ambos experimentos puedan beneficiarse del aumento general de luminosidad, porque en el CERN nadie se queda fuera de una actualización.
Desde el 7 de septiembre, los equipos del CERN han estado desmantelando secciones del colisionador a ambos lados de ATLAS y CMS. El objetivo es retirar 28 imanes superconductores (incluidos los tripletes internos) que están programados para ser reemplazados.
La operación marca el fin de una era para el hardware que ha sido parte del LHC desde su construcción.
"El evento de hoy es un hito importante para el CERN, especialmente para el equipo del proyecto HiLumi LHC. Los tripletes internos actuales datan de la fase de construcción del LHC y se instalaron en la máquina entre 2005 y 2007. Después de casi veinte años de operación, darán paso a una nueva generación de imanes aún más potentes. Es realmente notable presenciar tal traspaso de una generación de innovación a la siguiente", dice Markus Zerlauth, líder del Proyecto HiLumi LHC.
Así que adiós a los tripletes internos de 2005-2007, que pasaron casi dos décadas enfocando haces y nunca una sola vez preguntaron por un aumento.