Los bosones de Higgs son partículas elementales que podrían explicar cómo se origina la materia en el Universo. Desde su descubrimiento en 2012, los físicos han intentado estudiar las propiedades de los bosones creando réplicas con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Sin embargo, la huella de carbono que deja este dispositivo al producir bosones de Higgs no es un problema menor.
Más del 90 % de la electricidad que utilizan los colisionadores de partículas proviene de fuentes libres de carbono, como la energía nuclear. Pero aún así el resto de emisiones en estas máquinas es elevado.
El Instituto de Física de Alta Energía de Beijing determinó que, en promedio, un colisionador a pleno rendimiento consume entre 50 y 120 megavatios hora. Esto debido a que deben inyectar energía sucesivamente para acelerar las partículas o criogenizarlas dentro de la máquina.
Por lo tanto, la idea de crear una “fábrica de Higgs”, dedicada a producir y estudiar estas partículas en detalle, podría traer más riesgos que beneficios para el planeta.
¿Todos los colisionadores dejan huellas de carbono?
Sí. Cualquier máquina de este tipo, con cientos de kilómetros de largo, libera gases de efecto invernadero. No obstante, dependiendo del modelo de colisionados, las huellas de carbono podrían ser muy diferentes.
La Universidad de Ginebra analizó los diseños líderes que podrían utilizarse en la fábrica de Higgs para calcular el consumo de energía por bosón de cada uno. Y curiosamente, algunos podrían no ser tan dañinos a pesar de tener el mismo tamaño.
Además del Colisionador Circular de Electrones y Positrones (CEPC), el más conocido, existen otros cuatro colisionadores de partículas: el Colisionador de la FCC, el Colisionador Lineal Internacional (ILC) en Japón, el Colisionador Lineal Compacto (CLIC) en Europa y el Cool Copper Collider (C3) en EE. UU.
- El FCC es el que menos energía usaría para crear bosones de Higgs, y por ende, tendría una menor huella de carbono. Los físicos estiman que su consumo estaría en los 3 megavatios hora.
- Por otro lado, el CEPC, sería el segundo colisionador más sostenible con un consumo de 4,1 megavatios hora por bosón.
Estos dos colisionadores son máquinas circulares, es decir, túneles de 100 kilómetros o más que recorren las partículas para absorber energía. Por lo tanto, suelen gastar menos recursos en comparación con los colisionadores lineales, los tres restantes que estudiaron los científicos.
- Los colisionadores ILC, CLIC y C3 consumían entre 18 y 10 megavatios hora por bosón.
Entonces, ¿es rentable producir bosones de Higgs con colisionadores circulares?
Podría parecerlo, pero en realidad no estamos contando las emisiones producidas por la construcción, el desmantelamiento y la instalación de cada uno de estos colisionadores. Para hacer una verdadera “fábrica de bosones de Higgs” se necesitan construir muchas máquinas de este tipo, lo que dejaría una huella de carbono altísima para el planeta.
Cabe destacar que todavía no existe tal fábrica, por lo que estas cifras de consumo son solo una estimación.
El aumento de la energía renovable en países como China o Japón podría hacer que estas conclusiones cambien drásticamente. Pero la huella de carbono de los futuros colisionadores es un tema que no debería pasarse por alto. Básicamente, porque la lucha contra el calentamiento global es muy importante para ambas partes: tanto para la ciencia que quiere entender el Universo, como para el planeta Tierra que intenta sobrevivir.
Referencias:
What’s the carbon footprint of a Higgs boson? It varies — a lot https://doi.org/10.1038/d41586-022-03551-5
¿Cuánta energía consume el Gran Colisionador de Hadrones?https://www.ingenieros.es/noticias/ver/cuanta-energia-consume-el-gran-colisionador-de-hadrones/2347
