El IGFAE aspira a coordinar la construcción de un prototipo para el futuro acelerador del CERN

El Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto de la USC y la Xunta de Galicia, aspira a coordinar la construcción del prototipo de una parte esencial para el FCC, el futuro colisionador de partículas del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear). La construcción del prototipo será una iniciativa estratégica para la I+D+i en Galicia, ya que implicará tanto al ámbito académico como al tejido industrial especializado en aceleradores de partículas. Dada la magnitud del proyecto y su complejidad científica, técnica y financiera, es necesaria una colaboración estrecha a todos los niveles. En este proceso, el CDTI impulsa el procedimiento de consulta preliminar al mercado y la Compra Pública Precomercial; la Xunta, a través de la Agencia Gallega de Innovación, actúa como comprador público; y el IGFAE, como promotor científico-técnico, es el centro de conocimiento que define, supervisa y valida el prototipo.

Con el objetivo de construir dicho prototipo en Galicia, se lanza ya la consulta preliminar al mercado para que las empresas interesadas en su fabricación puedan manifestar su interés hasta el día 9 de julio. El próximo 23 de junio se celebrará en la sede del IGFAE, en Santiago de Compostela, una jornada para explicar a los agentes interesados las claves de participación en este proceso, así como sus objetivos y alcance en los ámbitos gallego, nacional e internacional. Los interesados en participar pueden inscribirse ya a través del enlace habilitado para ello.

A través de esta consulta se busca conocer el grado de desarrollo de tecnologías innovadoras y relevantes en el ámbito de los colisionadores de partículas para llevar a cabo el prototipado completo y la preindustrialización de una sección representativa del Futuro Colisionador Circular (FCC – Future Circular Collider). Esta consulta marca el inicio del proceso de compra pública innovadora en la modalidad de contratación precomercial impulsada por el CDTI y destinada a articular la participación de empresas y otros agentes del ecosistema de I+D+i en este reto.

Un prototipo para una ‘maqueta’ de 43 metros a tamaño real

Con el fin de diseñar y probar todos los componentes de la primera fase del futuro FCC, está prevista la construcción de una maqueta de 43 metros de longitud, en la que se ensamblarán los prototipos desarrollados en los distintos países implicados en el proyecto. Cuando se construya el FCC, esta maqueta, concebida como una unidad básica denominada arc cell (celda de arco), deberá replicarse hasta 2.000 veces para completar toda la circunferencia del acelerador.

Cada una de estas celdas contará con imanes dipolares para curvar el haz de partículas, así como con imanes cuadrupolares y sextupolares que enfocan y desenfocan dicho haz. Estos últimos están contenidos en una subunidad denominada Short Straight Section (SSS, Sección Recta Corta), que constituye el objeto concreto de esta propuesta. Para ello se desarrollará un banco de pruebas con un diseño a tamaño real, que será ensamblado y puesto en servicio en las instalaciones del propio IGFAE, para posteriormente ser validado en el CERN.

El retorno industrial, un objetivo fundacional del IGFAE

Según destaca el director del IGFAE, Carlos Salgado, este proyecto «entronca con uno de los objetivos fundacionales del Instituto: el fomento de la actividad industrial en tecnologías relacionadas con la física de partículas». La construcción de este equipamiento para el futuro FCC supone un «proyecto tractor» para Galicia y su ecosistema de I+D+i, tanto en formación científica y técnica como en la creación de empleo altamente cualificado.

El liderazgo del IGFAE en esta iniciativa es fruto de su larga colaboración con el CERN, que se remonta a la última década del siglo XX. Más de un tercio del personal del Instituto está adscrito al CERN, principalmente en el área experimental a través de la colaboración LHCb (a la que se suma la reciente incorporación a CMS), aunque también desde la perspectiva teórica.

En este sentido, las nuevas instalaciones del Instituto, inauguradas en 2025 con una inversión de 5 millones de euros por parte de la Xunta de Galicia, permitirán establecer en los laboratorios del IGFAE un banco de ensayos para validar diseños, integración de sistemas, materiales, así como las operaciones de mantenimiento y manipulación de los equipos que se integrarán en el FCC. Del mismo modo, las tecnologías desarrolladas en este proyecto podrían utilizarse en futuras instalaciones experimentales más allá del CERN.

Además de Carlos Salgado y Abraham Gallas, coordinarán el proyecto desde el IGFAE el investigador Néstor Armesto (coordinador de la estrategia del Instituto para las nuevas infraestructuras científicas) y el ingeniero Antonio Fernández Prieto.

Un desafío científico y técnico sin precedentes

La construcción del futuro FCC supondrá un reto sin precedentes, no solo para la física de partículas, sino también para la ingeniería civil. Está previsto excavar, a 200 metros de profundidad, un túnel de 91 kilómetros de circunferencia en el que se acelerarán y colisionarán partículas a velocidades próximas a la de la luz, cerca del cero absoluto (-273 °C) y en un vacío similar al del espacio exterior. El coste estimado ronda los 15.000 millones de euros.

Para crear estas condiciones se requieren instrumentos capaces de resistir condiciones extremas de temperatura, presión y radiación. Además, otro de los grandes desafíos, según destaca el equipo implicado en el proyecto, es garantizar la estabilidad a escala nanométrica y la resistencia frente a cualquier vibración, con el objetivo de alcanzar el mayor número posible de colisiones de partículas. Asimismo, cualquier intervención en el sistema deberá realizarse con la máxima eficiencia y automatización, reduciendo los tiempos de inactividad necesarios para el mantenimiento respecto al actual LHC.

El FCC: una puerta al origen del universo

En el mes de mayo, el Consejo del CERN actualizó la Estrategia Europea de Física de Partículas, confirmando el FCC como la opción preferente para suceder al actual LHC una vez finalice su actividad, a comienzos de la década de 2040. La decisión definitiva sobre su construcción no se tomará hasta 2028, aunque la comunidad científica del CERN lleva años trabajando en su diseño.

El FCC triplicaría el tamaño del actual LHC, pasando de 27 a más de 90 kilómetros de circunferencia. Como referencia, si su centro estuviera situado en Santiago de Compostela, los límites del acelerador se extenderían más allá de localidades como Negreira, Padrón, Vedra o Sigüeiro, así como del aeropuerto Rosalía de Castro.

Si el proyecto sale adelante, las obras comenzarán en la década de 2030, con la previsión de entrar en funcionamiento a finales de la década de 2040 y operar hasta finales del siglo XXI. Una vez en servicio, y tras una primera fase de colisiones entre electrones y positrones (antielectrones), el FCC podrá hacer colisionar protones y otros núcleos atómicos a energías mucho más elevadas. Todos estos estudios permitirán conocer mejor los componentes fundamentales de la materia y, posiblemente, responder a algunos de los grandes enigmas que aún persisten sobre el origen del Universo, como la naturaleza de la materia oscura, que constituye la mayor parte del cosmos. Además, el conocimiento y la innovación tecnológica desarrollados para su construcción tendrán aplicaciones en numerosos sectores, con un importante impacto social.