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LHC acelera protones a 99,9999991% de la velocidad de la luz, usa 9.600 imanes superconductores y abrió camino para el FCC de 91 km.
Según el CERN, el Large Hadron Collider, LHC, es el mayor y más poderoso acelerador de partículas del mundo, construido entre 1998 y 2008 en colaboración con más de 10 mil científicos de más de 100 países. Enterrado a hasta 175 metros bajo tierra en el altiplano suizo-francés, cerca de Ginebra, el LHC tiene 27 km de circunferencia y opera como una de las máquinas científicas más complejas jamás construidas.
La estructura usa 9.600 imanes superconductores enfriados a -271,3°C, temperatura cercana al cero absoluto y más fría que cualquier punto conocido del espacio interestelar. Estos imanes doblan los haces de protones a lo largo del anillo y aceleran cada partícula a 99,9999991% de la velocidad de la luz.
Cuando dos haces colisionan en los cuatro puntos de cruce del anillo, la energía liberada reconstituye, por fracciones de segundo, condiciones similares a las que existían menos de un trillonésimo de segundo después del Big Bang. En julio de 2012, esta máquina encontró el bosón de Higgs, la última partícula prevista por el Modelo Estándar que aún no había sido observada.
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Con 27 km de circunferencia enterrada a hasta 175 metros bajo la frontera entre Francia y Suiza, el mayor acelerador de partículas del mundo acelera protones al 99,9999991% de la velocidad de la luz con 9.600 imanes enfriados a -271°C.
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Large Hadron Collider es el mayor acelerador de partículas del mundo y recrea condiciones del Big Bang
Un acelerador de partículas usa campos electromagnéticos para dar energía cinética a partículas subatómicas cargadas. El principio físico no es nuevo, pero la escala del LHC transforma esta idea en una máquina capaz de observar fenómenos que no existen naturalmente en el universo actual.
Los protones circulan en dos haces que recorren el túnel en direcciones opuestas. Cavidades de radiofrecuencia añaden energía en cada paso, mientras los imanes dipolo superconductores mantienen las partículas en la trayectoria circular de 27 km.
Sin estos imanes, los protones seguirían en línea recta y saldrían por la pared del túnel. El LHC es una máquina construida para controlar partículas casi a la velocidad de la luz y hacerlas colisionar en puntos específicos, donde detectores gigantes registran los fragmentos de la materia.
Colisiones de protones a 13,6 TeV revelan partículas que existieron en el universo primordial
La tercera ronda de operación del LHC comenzó en julio de 2022, tras más de tres años de actualizaciones, y fue planeada para seguir hasta julio de 2026. En esta fase, la energía de colisión llegó a 13,6 TeV, o teraelectronvoltios.
Cada colisión transforma energía cinética en masa, siguiendo la ecuación E=mc². El resultado es la producción de cientos de partículas que surgen y desaparecen rápidamente, antes de ser registradas por los detectores instalados en los puntos de cruce.
Estas colisiones no recrean el Big Bang entero, pero reproducen condiciones extremas de temperatura y densidad que existieron en los primeros instantes del universo. Es por eso que el LHC funciona como una ventana experimental para la física del universo primordial.
El bosón de Higgs completó el Modelo Estándar, pero abrió preguntas aún mayores
El descubrimiento del bosón de Higgs, en julio de 2012, fue uno de los mayores resultados de la física de partículas en décadas. La partícula había sido prevista en 1964, pero ningún acelerador anterior tenía suficiente energía para observarla directamente.
El bosón de Higgs es la excitación del campo de Higgs, un campo que permea todo el espacio y confiere masa a las partículas elementales que interactúan con él. Electrones, quarks y bosones W y Z adquieren masa por este mecanismo, mientras que los fotones no interactúan con el campo y permanecen sin masa.
El descubrimiento completó el Modelo Estándar, teoría que describe partículas y fuerzas fundamentales conocidas, excepto la gravedad. El problema es que completar el Modelo Estándar también dejó claro lo que no explica: materia oscura, energía oscura y la asimetría entre materia y antimateria.
El Modelo Estándar explica la materia visible, pero deja el 95% del universo fuera de las ecuaciones
El Modelo Estándar describe con enorme precisión el comportamiento de la materia visible, pero esta materia representa solo alrededor del 5% del contenido total del universo. El otro 95% está asociado a la materia oscura y a la energía oscura.
La materia oscura ayuda a explicar la formación y la rotación de galaxias, pero no interactúa con la luz. La energía oscura está asociada a la aceleración de la expansión del universo, un fenómeno aún sin explicación completa dentro de la física actual.
El LHC encontró el bosón de Higgs, pero no ha encontrado hasta ahora las partículas previstas por teorías populares más allá del Modelo Estándar, como la supersimetría. La máquina entregó la pieza que faltaba, pero también reveló un silencio experimental donde muchos físicos esperaban nueva física.
Imanes superconductores del LHC operan a -271,3°C para curvar protones casi a la velocidad de la luz
El sistema de criogenia del LHC es uno de los más grandes y complejos jamás construidos. Para curvar protones a velocidades extremas, los imanes necesitan generar campos magnéticos intensos y estables, algo que solo es posible con superconductividad.
La superconductividad ocurre cuando ciertos materiales, por debajo de una temperatura crítica, pierden resistencia eléctrica. Los imanes dipolo del LHC usan cables de niobio-titanio, que se vuelven superconductores por debajo de -263°C.
Para garantizar estabilidad operacional, el LHC trabaja a -271,3°C, apenas 1,85 grados por encima del cero absoluto. El sistema enfría 36.800 toneladas de equipos con helio líquido distribuido a lo largo de los 27 km del anillo subterráneo.
La ingeniería criogénica del CERN mantiene 36.800 toneladas de equipos más fríos que el espacio
El helio líquido es esencial porque permanece líquido a temperaturas extremadamente bajas. El CERN opera una de las mayores instalaciones de helio líquido del mundo fuera de la industria aeroespacial.
Este sistema permite que los 9.600 imanes superconductores mantengan el campo magnético necesario para controlar los haces de protones. Sin el enfriamiento criogénico, la resistencia eléctrica destruiría la eficiencia del sistema y haría imposible operar el acelerador a esta escala.
En los años 1990, cuando el LHC aún estaba en proyecto, parte de la comunidad científica consideraba esta ingeniería demasiado ambiciosa para ser realizada dentro del plazo y del presupuesto. Hoy, la criogenia del LHC es una de las bases que sustentan la física de partículas moderna.
El LHC ya ha descubierto 79 hadrones y ha probado la fuerza nuclear fuerte en regímenes extremos
Hasta febrero de 2026, los datos de las tres primeras rondas de operación del LHC permitieron el descubrimiento de 79 nuevos hadrones. Cada uno de ellos representa una nueva configuración de quarks confirmada experimentalmente.
Los hadrones son partículas compuestas por quarks mantenidos unidos por la fuerza nuclear fuerte. Los protones y neutrones son los ejemplos más conocidos, pero el LHC también ha confirmado partículas más exóticas, como tetraquarks, pentaquarks y combinaciones raras previstas teóricamente.
Estos descubrimientos prueban la cromodinámica cuántica, teoría que describe la fuerza fuerte, en regímenes que experimentos anteriores no alcanzaban. Cada nuevo hadrón muestra qué combinaciones de quarks la naturaleza permite y cómo la fuerza fuerte organiza la materia en escalas subatómicas.
El Future Circular Collider de 91 km puede ser el sucesor del LHC en el CERN
El LHC debe operar hasta los años 2040, pero los científicos ya planean su posible sucesión. El proyecto más ambicioso es el Future Circular Collider, FCC, un nuevo acelerador circular subterráneo con 90,7 km de circunferencia.
El FCC tendría más de tres veces el tamaño del LHC, profundidad entre 180 y 400 metros, ocho sitios de superficie y cuatro experimentos principales. El plan prevé dos etapas: primero el FCC-ee, un colisionador electrón-positrón, y luego el FCC-hh, un colisionador protón-protón.
El FCC-ee funcionaría como una “fábrica de Higgs”, produciendo grandes cantidades de bosones de Higgs para mediciones de alta precisión. La etapa posterior, FCC-hh, podría alcanzar 100 TeV de energía de colisión, cerca de siete veces más que el LHC actual.
FCC de 100 TeV buscaría materia oscura, antimateria y la naturaleza real del bosón de Higgs
El FCC fue diseñado para buscar exactamente lo que el LHC aún no ha encontrado. Entre las preguntas centrales están la naturaleza de la materia oscura, el motivo de existir más materia que antimateria y la posibilidad de que el bosón de Higgs no sea realmente elemental.
La energía de 100 TeV permitiría producir partículas con masas mucho mayores de las accesibles al LHC. Esto ampliaría la búsqueda de señales de física más allá del Modelo Estándar y abriría una franja de investigación aún no explorada experimentalmente.
El descubrimiento del Higgs ocurrió en colisiones de 8 TeV. Un acelerador de 100 TeV no sería solo más grande: sería una máquina capaz de probar regiones enteras de la física que hoy permanecen fuera del alcance experimental.
Donación privada de €860 millones presiona decisión sobre el FCC prevista para 2028
El costo proyectado del FCC puede llegar a €21 mil millones, dependiendo de la configuración y las etapas aprobadas. La escala financiera hizo necesario buscar apoyo más allá de los estados miembros del CERN.
En diciembre de 2025, Yuri Milner y Eric Schmidt lideraron un consorcio de donantes privados que prometió €860 millones para apoyar la aprobación del proyecto. La donación fue descrita como la mayor contribución privada en la historia del CERN.
El estudio de viabilidad del FCC, publicado el 31 de marzo de 2025, evaluó condiciones geológicas, ambientales y técnicas en la región entre Francia y Suiza. La decisión sobre construir o no el nuevo acelerador se espera alrededor de 2028.
El LHC encontró el Higgs, pero la próxima máquina puede buscar lo que aún falta en el universo
La historia del LHC muestra cómo una máquina construida para probar una predicción teórica puede cambiar la comprensión del universo. Confirmó el bosón de Higgs, descubrió decenas de nuevos hadrones y colocó la física de partículas en un nivel experimental sin precedentes.
Pero los propios éxitos del LHC dejaron preguntas mayores sin respuesta. El Modelo Estándar funciona de manera impresionante, pero no explica la mayor parte del contenido cósmico, no incorpora la gravedad y no responde por qué el universo observable está dominado por materia.
El FCC surge como respuesta a este impasse. Si se aprueba, el acelerador de 91 km será el intento más ambicioso de la ciencia moderna de superar el Modelo Estándar y descubrir qué compone la parte invisible del universo.
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