El viernes 10 de noviembre circularon los últimos haces de protones en el LHC de esta temporada. El periodo de colisiones entre protones finalizó, como los años anteriores, con una mejora en la luminosidad, el indicador que mide la efectividad de un acelerador de partículas que vigilan constantemente los operadores del Gran Colisionador de Hadrones.
El LHC ha superado con creces sus objetivos de 2017. Ha proporcionado a sus dos grandes experimentos, ATLAS y CMS, 50 femtobarns inversos de datos (cantidad que mide el número de colisiones en un periodo de tiempo), de 45 previstos.
Este resultado es aún más destacable debido a los problemas que han tenido que afrontar los expertos del LHC. Un problema con el vacío en el tubo del haz en una de las ‘células’ de imanes en el punto 2 del acelerador limitó el número de paquetes de protones que podían circular por la máquina. Varios equipos trabajaron en una solución, y cambiaron la disposición de los paquetes en los haces. Algunas semanas después (el problema se reportó en agosto), la luminosidad empezó a incrementar otra vez.
Al mismo tiempo, durante este año los operadores han optimizado los parámetros de operación del LHC. Usando un nuevo sistema, han reducido notablemente el tamaño de los haces cuando estos se encuentran en el centro de los experimentos. Así, cuanto más concentrados estén los haces, se producen más colisiones. El año pasado, los operadores consiguieron 40 colisiones por cada cruce de paquetes (cada uno de los cuales contiene 100.000 millones de partículas). En 2017 se han conseguido hasta 60 colisiones en cada cruce.
Gracias a estas mejoras se ha pulverizado el récord de luminosidad instantánea del propio LHC, alcanzando el valor de 2,06 x 1034cm-2s-1, el doble del valor de diseño de la máquina. Este valor hace corresponde al número potencial de colisiones por segundo.
Ahora, el LHC continuará funcionando dos semanas más para dos ciclos especiales, incluyendo una semana para estudios sobre su operación. El primer ciclo especial consistirá en hacer chocar protones a 5,02 teraelectronvoltios (TeV), en lugar de los 13 TeV actuales, la misma energía que se prevé para el ciclo de funcionamiento con iones de plomo del próximo año. Se obtendrán así datos con protones que se puedan comparar con los de iones de plomo.
El segundo ciclo especial será a una luminosidad muy baja, para proporcionar datos a los experimentos TOTEM y ATLAS/ALFA, dos detectores situados a ambos lados de los dos grandes detectores del LHC (CMS en el caso de TOTEM, ATLAS en el de ATLAS/ALFA) que estudian interacciones llamadas ‘difusión elástica’ (elastic scattering). En estas, dos protones cambian ligeramente de dirección cuando interactúan, más que chocan. Para estos estudios, el LHC confecciona haces tan grandes como le es posible, además de limitar la energía a 450 GeV, la energía a la que se inyectan los haces al LHC desde el complejo de aceleradores previo del CERN.
Por último, los operadores llevarán a cabo una campaña de desarrollo de la máquina. Durante una semana realizarán pruebas de las operaciones para mejorar aún más el rendimiento de la máquina y empezar a preparar el LHC de Alta Luminosidad (HL-LHC), que comenzará a partir de 2025. Cuando finalicen las pruebas, la máquina realizará una parada técnica de mantenimiento de cada año.
