Ver el código de «Gran colisionador de hadrones»

{{coord|46|14|N|06|03|E|type:landmark|display=title}}
[[Archivo:CERN accelerator complex (cropped 2).jpeg|thumb|right|600px|Estructura detallada de los precolisionadores, colisionadores y aceleradores del LHC]]

El '''Gran Colisionador de Hadrones''' ('''LHC'''; {{lang-en|'''Large Hadron Collider'''}}) es el [[acelerador de partículas]] más grande y de mayor energía que existe y la máquina más grande construida por el ser humano en el mundo.<ref name=TheLHC>{{cite web|url=https://home.cern/topics/large-hadron-collider|title=The Large Hadron Collider|publisher=CERN}}</ref><ref name="TGPngm">{{cite journal|author=Joel Achenbach|date=March 2008|title=The God Particle|url=http://ngm.nationalgeographic.com/2008/03/god-particle/achenbach-text|journal=[[National Geographic Magazine]]|accessdate=25 de febrero de 2008}}</ref> Fue construido por la [[Organización Europea para la Investigación Nuclear]] ([[CERN]]) entre 1989 y 2001 en colaboración con más de 10 000 científicos y cientos de universidades y laboratorios, así como más de 100 países de todo el Mundo.<ref>{{cite news|first=Roger|last=Highfield|date=16 de septiembre de 2008|title=Large Hadron Collider: Thirteen ways to change the world|url=https://www.telegraph.co.uk/science/large-hadron-collider/3351899/Large-Hadron-Collider-thirteen-ways-to-change-the-world.html|work=[[The Daily Telegraph]]|accessdate=10 de octubre de 2008|location=London}}</ref> Se encuentra en un túnel de 27 kilómetros de circunferencia y a una profundidad máxima de 175 metros bajo tierra, debajo de la frontera entre [[Francia]] y [[Suiza]], cerca de [[Ginebra]].

Las primeras colisiones se lograron en 2010 a una energía de 3,5 [[electronvoltio|teraelectronvoltios]] (TeV) por haz, aproximadamente cuatro veces el récord mundial anterior, alcanzados en el [[Tevatrón|Tevatron.]]<ref name=bbc20100330>{{cite news|work=BBC News|date=30 de marzo de 2010|title=CERN LHC sees high-energy success|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8593780.stm|accessdate=30 de marzo de 2010}}</ref><ref name="CERN Press 1">{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2012/02/lhc-run-4-tev-beam-2012|title=LHC to run at 4&nbsp;TeV per beam in 2012|date=13 de febrero de 2012|website=Media and Press Relations|publisher=CERN}}</ref> Después de las correspondientes actualizaciones, alcanzó 6,5 TeV por haz (13 TeV de energía de colisión total, el récord mundial actual).<ref name="BBC" /><ref>{{cite web|last1=O'Luanaigh|first1=Cian|title=Proton beams are back in the LHC|url=http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/04/proton-beams-are-back-lhc|publisher=CERN|accessdate=24 de abril de 2015}}</ref><ref name="2015restart">{{cite news|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-32976838|title=Large Hadron Collider turns on 'data tap'|accessdate=28 de agosto de 2015|date=3 de junio de 2015|last1=Rincon|first1=Paul}}</ref><ref>{{cite news|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-32809636|title=LHC smashes energy record with test collisions|accessdate=28 de agosto de 2015|date=21 de mayo de 2015|last1=Webb|first1=Jonathan}}</ref> A finales de 2018, entró en un período de parada de dos años, que finalmente se ha prolongado hasta 2022, con el fin de realizar nuevas actualizaciones, con lo cual se espera posteriormente alcanzar energías de colisión aún mayores.

El colisionador tiene cuatro puntos de cruce, alrededor de los cuales se colocan siete detectores, cada uno diseñado para ciertos tipos de experimentos en investigación. El LHC hace colisionar [[proton]]es, pero también puede utilizar haces de [[ion]]es pesados (por ejemplo de [[plomo]]) realizándose colisiones de [[átomo]]s de plomo normalmente durante un mes al año. El objetivo de los detectores del LHC es permitir a los físicos probar las predicciones de las diferentes teorías de la [[física de partículas]], incluida la medición de las propiedades del [[bosón de Higgs]]<ref>{{cite web|year=2008|title=Missing Higgs|url=http://public.web.cern.ch/public/en/Science/Higgs-en.html|publisher=CERN|accessdate=10 de octubre de 2008}}</ref> y la búsqueda de una larga serie de nuevas partículas predicha por las teorías de la [[supersimetría]],<ref>{{cite web|year=2008|title=Towards a superforce|url=http://public.web.cern.ch/public/en/Science/Superforce-en.html|publisher=CERN|accessdate=10 de octubre de 2008}}</ref> así como también otros problemas no resueltos en la larga lista de elementos en la [[física de partículas]].

== Idea de base ==

El término "[[hadrón]]" se refiere a aquellas [[partículas subatómicas]] compuestas de [[quark]]s unidos por la [[fuerza nuclear fuerte]] (así como los [[átomo]]s y las [[molécula]]s se mantienen unidos por la [[fuerza electromagnética]]).<ref>{{Cite web|url=http://lhcb-public.web.cern.ch/lhcb-public/en/Physics/Antimatter-en.html|title=LHCb – Large Hadron Collider beauty experiment|website=lhcb-public.web.cern.ch}}</ref> Los hadrones más conocidos son los [[barion]]es, como pueden ser los [[proton]]es y los [[neutron]]es. Los hadrones también incluyen [[meson]]es como el [[pión]] o el [[kaón]], que fueron descubiertos durante los experimentos de [[rayos cósmicos]] a fines de la década de 1940 y principios de la de 1950.<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRev.52.1003|title=New Evidence for the Existence of a Particle of Mass Intermediate Between the Proton and Electron|journal=Physical Review|volume=52|issue=9|page=1003|year=1937|last1=Street|first1=J.|last2=Stevenson|first2=E.|bibcode=1937PhRv...52.1003S|url=https://semanticscholar.org/paper/1ae47904c340d34a8bc77f550fa7fd399b85ed3a}}</ref>

Un "colisionador" es un tipo de [[acelerador de partículas]] con dos haces enfrentados de [[Partícula (física)|partículas]] que chocan entre sí. En la [[física de partículas]], los colisionadores se utilizan como herramientas de investigación: aceleran las partículas a [[energía cinética|energías cinéticas]] muy altas que les permiten impactar con otras partículas.<ref name=TheLHC/> El análisis de los subproductos de estas colisiones, captados por los sensores, brinda a los científicos una buena evidencia de la estructura del mundo [[subatómico]] y de las leyes de la naturaleza que los gobiernan. Muchos de estos subproductos se producen sólo mediante colisiones de alta energía y se descomponen después de períodos de tiempo muy breves. Por lo tanto, muchos de ellos son difíciles o casi imposibles de detectar de otra manera.<ref>{{Cite web|url=https://atlas.cern/discover/physics|title=The Physics|date=26 de marzo de 2015|website=ATLAS Experiment at CERN}}</ref>

== Propósitos ==

Muchos [[físico]]s esperan que el Gran Colisionador de Hadrones ayude a responder algunas de las preguntas fundamentales de la física que se refieren a las leyes básicas que rigen las [[Interacción nuclear fuerte|interacciones]] y fuerzas entre las partículas elementales, la estructura profunda del espacio y el tiempo y, en particular, la interrelación entre la [[mecánica cuántica]] y la [[relatividad general]], que a día de hoy son dos teorías ampliamente contrastadas, pero desafortunadamente aún incompatibles entre sí en muchos aspectos experimentales.<ref>{{Cite news|url=https://www.nytimes.com/2007/05/15/science/15cern.html|title=CERN – Large Hadron Collider – Particle Physics – A Giant Takes On Physics' Biggest Questions|last=Overbye|first=Dennis|date=15 de mayo de 2007|work=The New York Times|access-date=23 de octubre de 2019|language=en-US|issn=0362-4331}}</ref>

También se necesitan datos de experimentos de partículas de alta energía para sugerir qué versiones de los modelos científicos actuales tienen más probabilidades de ser correctas, en particular para elegir entre el [[modelo estándar]] y el modelo de Higgsless, validando sus predicciones y permitir un mayor desarrollo teórico.

Los temas investigados gracias a las colisiones del LHC incluyen, entre otras preguntas fundamentales:<ref>{{cite book|last1=Giudice|first1=G. F.|year=2010|title=A Zeptospace Odyssey: A Journey Into the Physics of the LHC|url=http://giudice.web.cern.ch/giudice/zeptospace/zepto-eng.html|publisher=[[Oxford University Press]]|isbn=978-0-19-958191-7|fechaacceso=7 de abril de 2020|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20131101054656/http://giudice.web.cern.ch/giudice/zeptospace/zepto-eng.html|fechaarchivo=1 de noviembre de 2013}}</ref><ref>{{cite news|author=Brian Greene|date=11 de septiembre de 2008|title=The Origins of the Universe: A Crash Course|url=https://www.nytimes.com/2008/09/12/opinion/12greene.html?_r=1&oref=slogin|work=[[The New York Times]]|accessdate=17 de abril de 2009}}</ref>

* ¿Se está generando la [[masa]] de partículas elementales por el [[mecanismo de Higgs]] a través de la [[ruptura espontánea de simetría]]?<ref>"... in the public presentations of the aspiration of particle physics we hear too often that the goal of the LHC or a [[linear collider]] is to check off the last missing particle of the [[Standard Model]], this year's ''Holy Grail'' of particle physics, the Higgs [[boson]]. ''The truth is much less boring than that!'' What we're trying to accomplish is much more exciting, and asking what the world would have been like without the Higgs mechanism is a way of getting at that excitement."&nbsp;– {{Cite journal|title=Nature's Greatest Puzzles|author=Chris Quigg|journal=Econf C|volume=040802|issue=1|bibcode=2005hep.ph....2070Q|year=2005|arxiv=hep-ph/0502070}}</ref> Se esperaba que los experimentos del colisionador demostrarían o descartarían la existencia del escurridizo bosón de Higgs, lo que permitiría a los físicos considerar cuál de los modelos (el Modelo estándar o sus alternativas de Higgsless) es el más correcto.<ref>{{cite web|year=2008|title=Why the LHC|url=http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/WhyLHC-en.html|publisher=CERN|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref><ref name="quigg">"Accordingly, in common with many of my colleagues, I think it highly likely that both the Higgs boson and other new phenomena will be found with the LHC."..."This mass threshold means, among other things, that something new – either a Higgs boson or other novel phenomena – is to be found when the LHC turns the thought experiment into a real one."{{cite journal|author=Chris Quigg|date=February 2008|title=The coming revolutions in particle physics|journal=[[Scientific American]]|volume=298|issue=2|pages=38–45|doi=10.1038/scientificamerican0208-46|bibcode=2008SciAm.298b..46Q}}</ref>

* ¿Es la [[supersimetría]] una extensión del Modelo Estándar y la [[Grupo de Poincaré|simetría de Poincaré]] de la naturaleza lo que implica que todas las partículas conocidas tengan elementos supercompañeros?<ref>{{cite journal|author=Shaaban Khalil|year=2003|title=Search for supersymmetry at LHC|journal=[[Contemporary Physics]]|volume=44|issue=3|pages=193–201|bibcode=2003ConPh..44..193K|doi=10.1080/0010751031000077378}}</ref><ref>{{cite journal|author=Alexander Belyaev|year=2009|title=Supersymmetry status and phenomenology at the Large Hadron Collider|journal=[[Pramana (journal)|Pramana]]|volume=72|issue=1|pages=143–160|bibcode=2009Prama..72..143B|doi=10.1007/s12043-009-0012-0}}</ref><ref>{{cite web|author=Anil Ananthaswamy|date=11 de noviembre de 2009|title=In SUSY we trust: What the LHC is really looking for|url=https://www.newscientist.com/article/mg20427341.200-in-susy-we-trust-what-the-lhc-is-really-looking-for.html|website=[[New Scientist]]}}</ref>

* ¿Existen [[Cuarta dimensión|dimensiones adicionales]] aún no conocidas,<ref>{{cite journal|author=Lisa Randall|year=2002|title=Extra Dimensions and Warped Geometries|url=http://randall.physics.harvard.edu/RandallCV/Sciencearticle.pdf|journal=[[Science (journal)|Science]]|volume=296|issue=5572|pages=1422–1427|doi=10.1126/science.1072567|pmid=12029124|bibcode=2002Sci...296.1422R|fechaacceso=7 de abril de 2020|fechaarchivo=7 de octubre de 2018|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20181007125941/http://randall.physics.harvard.edu/RandallCV/Sciencearticle.pdf|deadurl=yes}}</ref> como predicen varios modelos basados en la [[teoría de cuerdas]] y seremos capaces de detectarlos?<ref>{{Cite book|author=Panagiota Kanti|year=2009|title=Physics of Black Holes|volume=769|pages=387–423|arxiv=0802.2218|bibcode=2009LNP...769..387K|doi=10.1007/978-3-540-88460-6_10|isbn=978-3-540-88459-0|series=[[Lecture Notes in Physics]]|chapter=Black Holes at the Large Hadron Collider }}</ref>

* ¿Cuál es la naturaleza de la [[materia oscura]] que parece representar al menos el 95% de la masa total del [[universo]]?

Otras preguntas abiertas sobre las que podemos interrogarnos utilizando colisiones de partículas de altas energías son las siguientes:

* Ya se sabe que el [[electromagnetismo]] y la [[fuerza nuclear débil]] son manifestaciones diferentes de una sola fuerza llamada [[fuerza de electrodepresión]]. El LHC puede aclarar si la fuerza electrodébil y la [[fuerza nuclear fuerte]] son igualmente manifestaciones diferentes de una fuerza unificada universal, como lo predicen varias [[teoría de la gran unificación|teorías de la gran unificación]].

* ¿Por qué la cuarta fuerza fundamental, la [[gravedad]], tiene tantos órdenes de magnitud más débiles que las otras tres [[fuerzas fundamentales]]? Véase también: el [[problema de jerarquía]].

* ¿Existen otros tipos de mezcla de sabores de [[quark]] más allá de los que ya están presentes en el [[Modelo estándar]]?

* ¿Por qué hay violaciones aparentes de la simetría entre la materia y la [[antimateria]]? ''Véase también: problema de la [[Violación CP]].''

* ¿Cuál es la naturaleza y las propiedades del [[Plasma de quarks-gluones|plasma]] de gluones y quarks que se cree que existió en el [[Cronología del Big Bang|universo primitivo]] y en ciertos objetos astronómicos compactos y extraños en la actualidad? Esto será investigado por colisiones de [[ion]]es pesados, como el plomo, principalmente en los módulos [[Experimento ALICE|ALICE]], pero también en [[Experimento CMS|CMS]], [[Experimento ATLAS|ATLAS]] y [[LHCb]] del CERN. Observados por primera vez en 2010, los hallazgos publicados en 2012 confirmaron el fenómeno conocido como enfriamiento por chorro de los iones pesados.<ref>{{cite web|url=http://home.web.cern.ch/about/physics/heavy-ions-and-quark-gluon-plasma|title=Heavy ions and quark-gluon plasma|publisher=CERN|date=18 de julio de 2012}}</ref><ref>{{cite press|title=LHC experiments bring new insight into primordial universe|url=http://press.cern/press-releases/2010/11/lhc-experiments-bring-new-insight-primordial-universe|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=26 de noviembre de 2010|accessdate=2 de diciembre de 2010}}</ref><ref>{{cite journal|url=|title=Observation of a Centrality-Dependent Dijet Asymmetry in Lead-Lead Collisions at {{sqrt|''s''<sub>NN</sub>}}=2.76&nbsp;TeV with the ATLAS detector at the LHC|last1=Aad|first1=G.|fecha=|journal=Physical Review Letters|volume=105|issue=25|pages=252303|fechaacceso=|bibcode=2010PhRvL.105y2303A|doi=10.1103/PhysRevLett.105.252303|pmid=21231581|year=2010|display-authors=etal|arxiv=1011.6182|collaboration=}}</ref>

== Diseño ==

El colisionador está situado en un túnel circular, con una circunferencia de 26,7 kilómetros, a una profundidad que varía de 50 a 175 metros bajo tierra.

[[Archivo:Location Large Hadron Collider.PNG|thumb|left|350px|Mapa del Gran Colisionador de Hadrones del [[CERN]]]]

El túnel, forrado de hormigón, de 3,8 metros de ancho, construido entre 1983 y 1988, ya se utilizó anteriormente para albergar el [[Large Electron-Positron collider|gran colisionador de electrones y positrones]].<ref>{{cite web|year=2008|title=The Z factory|url=http://public.web.cern.ch/PUBLIC/en/Research/LEP-en.html|publisher=CERN|accessdate=17 de abril de 2009}}</ref> El túnel cruza la frontera entre Suiza y Francia en cuatro puntos, estando situado en su mayor parte en Francia. Los edificios de la superficie tienen diferentes equipos auxiliares como compresores, equipos de ventilación, electrónica de control y plantas de refrigeración, aparte de los módulos construidos para albergar alojamientos, cocina, salones, salas de descanso, computación, etc. 

[[Archivo:LHC quadrupole magnets.jpg|thumb|Los [[imanes cuadropolos|superimanes cuadropolos]] superconductores se utilizan para dirigir los haces a cuatro puntos de intersección, donde tienen lugar las colisiones e interacciones entre los protones acelerados]]

El túnel colisionador contiene dos líneas de haces paralelos adyacentes (o tubos de haces), cada uno de las cuales permite el paso de un haz, que viaja en direcciones opuestas alrededor del anillo. Los haces se cruzan en cuatro puntos alrededor del anillo, que es donde tienen lugar las colisiones de partículas. Unos 1 232 [[Imán dipolar|imanes dipolos]] mantienen los haces en su trayectoria circular (ver imagen)<ref>{{cite book| editor1-first=E. M.| editor1-last=Henley| editor2-first=S. D.|editor2-last=Ellis|title=100 Years of Subatomic Physics|publisher=World Scientific|year=2013|isbn=978-981-4425-80-3|doi=10.1142/8605 }}</ref>, mientras que se utilizan 392 imanes cuadripolos adicionales para mantener los haces enfocados, con otros imanes cuadripolos más potentes cerca de los puntos de intersección, para maximizar las posibilidades de interacción donde se cruzan las dos líneas opuestas. 

Imanes multipolares superiores se utilizan para corregir las imperfecciones más pequeñas en la geometría del [[campo electromagnético]]. En total, se han instalado unos 10 000 imanes superconductores, con imanes dipolos, con un peso total de más de 27 toneladas cada uno.<ref name="LHC 2008-20013">{{cite journal|author= Stephen Myers|title=The Large Hadron Collider 2008-2013|date=4 de octubre de 2013|journal=[[International Journal of Modern Physics A]]|volume=28|issue=25|pages=1330035-1–1330035-65|doi=10.1142/S0217751X13300354 }}</ref> 

Se necesitan aproximadamente 96 toneladas de [[Helio-4]] superfluído para mantener los imanes, fabricados de [[niobio]]-[[titanio]] revestido de [[cobre]], a una temperatura de funcionamiento de tan sólo 1,9&nbsp;K (−271,25&nbsp;°C), lo que convierte al LHC sea la instalación [[criogenia|criogénica]] más grande del mundo. Para ello, el LHC utiliza en total 470 toneladas del superconductor Nb-Ti. El hecho de refrigerar la instalación del LHC a temperaturas cercanas al cero absoluto tiene como objeto provocar la mínima excitación molecular posible, mejorando así la conducción de los protones y disminuyendo al máximo posibles interferencias. Se emplea helio como fluido por ser un gas neutro, fácil de obtener y sin capacidad de conductividad eléctrica.<ref>{{Cite web|url=https://www.researchgate.net/publication/224055541_Status_of_the_LHC_superconducting_cable_mass_production|title=''Status of the LHC superconducting cable mass production'' 2002}}</ref>

Durante las operaciones del LHC, el CERN consume aproximadamente 200 [[megavatio|MW]]s de energía eléctrica de la red eléctrica francesa, que, en comparación, es aproximadamente un tercio del consumo total de toda la energía de la ciudad de [[Ginebra]]. El acelerador LHC y los detectores consumen aproximadamente 120 MW de los mismos.<ref>{{cite web|url=https://home.cern/about/engineering/powering-cern|title=Powering CERN|publisher=CERN|year=2018|access-date=23 de junio de 2018}}</ref>

Cuando funciona en el registro de energía actual de 6,5 TeV por protón lanzado al haz,<ref>{{cite web|title=First successful beam at record energy of 6.5 TeV|url=http://home.cern/about/updates/2015/04/first-successful-beam-record-energy-65-tev|date=10 de abril de 2015|accessdate=10 de enero de 2016}}</ref> una o dos veces al día, a medida que los protones se aceleran de 450  GeV a 6,5 TeV, el campo de los [[Imán dipolar|imanes dipolares]] superconductores aumenta de 0,54 a 7,7 [[Tesla (unidad)|teslas]] (T). Cada protón tiene una energía de 6,5 TeV, lo que proporciona en el choque una energía de colisión total de 13 TeV. En esta energía los protones tienen un [[factor de Lorentz]] de alrededor de 6 930 y se mueven a aproximadamente 0,999999990 ''c'', o sea: alrededor de 3,1 m/s (11 km/h) más lenta que el límite máximo de la [[velocidad de la luz]] en el vacío (''c''). En total, tarda menos de 90 microsegundos (μs) para que un protón viaje 26,7 km alrededor del anillo principal. Esto da como resultado 11 245 revoluciones por segundo para los protones dentro del túnel circular, ya sea que las partículas tengan una energía baja o alta en el anillo principal o que la diferencia de velocidad entre estas energías esté más allá del quinto decimal.<ref>{{cite web|title=Acoustic measurements at LHC collimators|first1=D.|last1=Deboy|first2=R.W.|last2=Assmann|first3=F.|last3=Burkart|first4=M.|last4=Cauchi|first5=D.|last5=Wollmann|date=29 de agosto de 2011|website=LHC Collimation Project|url=https://indico.cern.ch/event/138175/contributions/143308/attachments/115687/164260/2011_08_WGMeeting_ddeboy.pdf|quote=The ring operates with an acoustic fundamental and overtones of 11.245 kHz}}</ref>

En lugar de tener que producir haces continuos, los protones se agrupan formando hasta 2 808 racimos, con 115 mil millones de [[Protón|protones]] en cada grupo, de modo que las interacciones entre los dos haces tienen lugar a intervalos discretos, principalmente a una distancia luz de 25 [[nanosegundo]]s (ns), proporcionando una tasa de colisión de 40 [[Hercio|MHz]]. Fue puesto en funcionamiento con menos racimos de protones durante los primeros años. La [[Dispersión refractiva|luminosidad]] de diseño del LHC es de 10<sup>34</sup> cm<sup>−2</sup> s<sup>−1</sup> , <ref>{{cite web|url=http://cdsweb.cern.ch/record/1228285/files/ATL-DAQ-PROC-2009-044.pdf|title=Operational Experience of the ATLAS High Level Trigger with Single-Beam and Cosmic Rays|accessdate=29 de octubre de 2010}}</ref> la cual fue alcanzada por primera vez en junio de 2016.<ref name="designlumireached">{{cite web|url=https://home.cern/about/updates/2016/07/lhc-performance-reaches-new-highs|title=LHC performance reaches new highs|date=13 de julio de 2016|accessdate=13 de mayo de 2017}}</ref> En 2017 se logró el doble de este valor.<ref name="endof2017">{{cita noticia|url=https://home.cern/about/updates/2017/11/record-luminosity-well-done-lhc|título=Record luminosity: well done LHC|fecha=15 de noviembre de 2017|fechaacceso=2 de diciembre de 2017|idioma=en}}</ref>

[[Archivo:CERN LHC Proton Source.JPG|thumb|left|Los protones necesarios para el LHC se originan desde este pequeño tanque rojo de [[hidrógeno]].]]

Antes de ser inyectadas en el acelerador principal, las partículas son preparadas por una serie de sistemas que aumentan sucesivamente su energía. El primer sistema es el acelerador lineal de partículas LINAC 2 que genera protones con energías cinéticas de 50 MeV, el cual alimenta al [[Impulsor del Sincrotrón de Protones]] (PSB). [[Archivo:Injection and transfer lines of the Proton Synchrotron Booster.jpg|thumb|right|Líneas de inyección y transferencia del Proton Synchrotron Booster]]En este último, los protones se aceleran a 1,4 GeV y se inyectan en el [[Sincrotrón|Sincrotrón de Protones]] (PS), donde se aceleran a 26 GeV. Finalmente, el [[Super Proton Synchrotron|Supersincrotrón de Protones]] (SPS) se usa para aumentar su energía aún más hasta 450 GeV antes de que finalmente se inyecten (durante un período de varios minutos) en el anillo principal. Aquí los racimos de protones se acumulan y aceleran (durante un período de 20 minutos) a su pico máximo de energía y, finalmente, circulan durante 5 a 24 horas seguidas mientras se producen colisiones en los cuatro puntos de intersección.<ref name="irfu1">{{cite web|author=Jörg Wenninger|date=November 2007|title=Operational challenges of the LHC|url=http://irfu.cea.fr/Phocea/file.php?class=std&file=Seminaires/1595/Dapnia-Nov07-partB.ppt|format=PowerPoint|page=53|accessdate=17 de abril de 2009}}</ref>

El programa fundamental del LHC se basa principalmente en colisiones protón-protón. Sin embargo, se incluyen en el programa períodos de funcionamiento más cortos, generalmente un mes por año, con colisiones de [[ion]]es pesados. Si bien los iones más ligeros también son considerados, el esquema de línea de base se ocupa fundamentalmente de los iones de [[plomo]] <ref>{{cite web|date=1 de noviembre de 2007|title=Ions for LHC (I-LHC) Project|url=http://project-i-lhc.web.cern.ch/project-i-lhc/Welcome.htm|publisher=CERN|accessdate=17 de abril de 2009}}</ref> Los iones de plomo son acelerados primero por el acelerador lineal LINAC 3 , y el anillo de iones de baja energía (LEIR) se usa como una unidad de almacenamiento y enfriador de iones. Luego, los PS y SPS aceleran aún más los iones antes de inyectarlos en el anillo LHC, donde alcanzan una energía de 2,3 TeV por [[nucleón]] (o 522 TeV por ion),<ref>{{cite web|url=http://home.cern/about/opinion/2015/11/new-energy-frontier-heavy-ions|title=Opinion: A new energy frontier for heavy ions|date=24 de noviembre de 2015|accessdate=10 de enero de 2016}}</ref> superior a las energías alcanzadas por el [[Acelerador relativista de iones pesados|colisionador de iones pesados relativista]]. El objetivo del programa de iones pesados es investigar el [[Plasma de quarks-gluones]] que existía en el [[Big Bang|universo temprano]].<ref>{{Cite web|url=https://www.symmetrymagazine.org/article/revamped-lhc-goes-heavy-metal|title=Revamped LHC goes heavy metal|last=Charley|first=Sarah|website=symmetry magazine|language=en|access-date=23 de octubre de 2019}}</ref>

=== Detectores ===
[[Archivo:ALICE_TPC_1.jpg|upleft|thumb|left|Vista detallada del detector ALICE del LHC]]
Se han construido siete detectores en el LHC ubicados bajo tierra en grandes cavernas excavadas en los puntos de intersección del LHC. Dos de ellos, el experimento ATLAS y el [[Experimento CMS|solenoide de muon compacto]] (CMS), son grandes [[Detector de partículas|detectores de partículas]] de uso general. Los experimentos de [[Experimento ALICE|ALICE]] y [[LHCb]] tienen roles más específicos y los últimos tres, [[Experimento TOTEM|TOTEM]], [[MoEDAL]] y [[LHCf]], son mucho más pequeños y son para investigaciones muy especializadas. Los experimentos con ATLAS y el CMS descubrieron el bosón de Higgs, que es una fuerte evidencia de que el [[Modelo estándar de la física de partículas|Modelo Estándar]] tiene el mecanismo correcto para dar masa a las partículas elementales.<ref>{{Cite web|url=https://www.smithsonianmag.com/science-nature/how-the-higgs-boson-was-found-4723520/|title=How the Higgs Boson Was Found|website=Smithsonian|language=en|access-date=23 de octubre de 2019}}</ref> En resumen, los siete detectores son: [[Experimento ATLAS|ATLAS]], [[Experimento CMS|CMS]], [[Experimento TOTEM|TOTEM]], [[LHCb]], [[LHCf]], [[Experimento MoEDAL|MoEDAL]] y [[Experimento FASER|FASER]].

[[Archivo:View inside detector at the CMS cavern LHC CERN.jpg|upright|thumb|right|220px|Detector CMS del LHC]] 

El resumen de los detectores principales es el que sigue:<ref name=rincon>{{cite news|author=Paul Rincon|date=10 de septiembre de 2008|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/7604293.stm|title='Big Bang' experiment starts well|publisher=BBC News|accessdate=17 de abril de 2009}}</ref> 

{|class="wikitable"
|-
!Detector
!Descripción
|-
|[[Experimento ATLAS|ATLAS]]
| Es uno de los dos detectores de uso general. ATLAS estudia el [[bosón de Higgs]] y busca signos de nueva física de partículas, incluidos los orígenes de la [[masa]] y las posibles dimensiones adicionales.
|-
|[[Compact Muon Solenoid|CMS]]
| Es el otro detector de uso general, como ATLAS: estudia el bosón de Higgs y busca pistas para nuevos descubrimientos físicos y nuevas partículas.
|-
|[[Experimento ALICE|ALICE]]
| ALICE está estudiando una forma de materia muy "fluida" llamada [[plasma quark-gluón]] que se cree existió poco después del Big Bang.
|-
|[[LHCb]]
| Se crearon cantidades iguales de materia y [[antimateria]] durante el breve instante del Big Bang. El LHCb investiga lo que le sucedió a la antimateria "desaparecida".
|}

=== Instalaciones de computación y análisis ===

Los datos informáticos producidos por el LHC, así como la simulación relacionada con LHC, se estiman aproximadamente en 15 [[petabyte]]s al año (el rendimiento máximo durante la ejecución no se ha especificado),<ref>{{cite web|year=2008|title= Worldwide LHC Computing Grid|url= http://public.web.cern.ch/public/en/LHC/Computing-en.html|publisher=CERN|accessdate= 2 de octubre de 2011 }}</ref> lo cual es un enorme desafío de computación en todo momento.

El LHC Computing Grid <ref name="citesciences">{{cite web|url=http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/science_actualites/sitesactu/question_actu.php?langue=fr&id_article=16043|title=grille de production: les petits pc du lhc|publisher=Cite-sciences.fr|accessdate=22 de mayo de 2011}}</ref> fue construido como parte del diseño del LHC para manejar la gran cantidad de datos esperados en las colisiones. Es un proyecto de colaboración internacional que consiste en una infraestructura basada en una [[red de computadoras|red informática]] que conecta inicialmente 140 centros de computación en 35 países (superado por más de 170 centros en 36 países a partir de 2012). Fue diseñado específicamente por el [[CERN]] para manejar el volumen masivo de datos informáticos producidos por los experimentos del [[LHC]].<ref name=wwlhccg>{{Cite web|title=Welcome to the Worldwide LHC Computing Grid|website=WLCG – Worldwide LHC Computing Grid|publisher=CERN|url=http://wlcg.web.cern.ch/|accessdate=13 de mayo de 2017}}</ref><ref name="gridabout">{{Cite web|title=About|website=WLCG – Worldwide LHC Computing Grid|publisher=CERN|url=http://wlcg-public.web.cern.ch/about|accessdate=13 de mayo de 2017}}</ref><ref name="gridabout"/> incorporando conexiones privadas con cable de [[fibra óptica]] e infraestructuras existentes de Internet de alta velocidad para permitir la transferencia de datos del CERN a instituciones académicas de todo el mundo.<ref>{{cite web|title=Worldwide LHC Computing Grid|website=Official public website|publisher=CERN|url=http://lcg.web.cern.ch/LCG/public/|accessdate=2 de octubre de 2011|archiveurl=https://web.archive.org/web/20111001180149/http://lcg.web.cern.ch/LCG/public/|archivedate=1 de octubre de 2011 }}</ref> El Open Science Grid se utiliza como la infraestructura primaria en los Estados Unidos, y también como parte de una federación interoperable con el LHC Computing Grid.

El proyecto de computación distribuida ''LHC@home'' se preparó para apoyar la construcción y calibración del LHC. El proyecto utiliza la plataforma [[BOINC]], que permite a cualquier persona con una conexión a Internet y una computadora con [[Mac OS X]], [[Windows]] o [[Linux]], usar el tiempo de inactividad de su computadora para simular cómo viajarán las partículas dentro de las tuberías del haz. Con esta información, los científicos pueden determinar cómo deben calibrarse los imanes para obtener la "órbita" más estable dentro de los haces del anillo.<ref name="LHC@home">{{cite web|url=http://boinc.berkeley.edu/wiki/LHC@home|title=LHC@home|website=berkeley.edu}}</ref> En agosto de 2011, se lanzó una segunda aplicación (''Test4Theory'') que realiza simulaciones para comparar los datos reales de la prueba y poder determinar así los niveles de confianza de los resultados.

Para 2012 se habían analizado datos de más de 6 000 billones (6x10<sup>15</sup>) de colisiones de protones-protones del LHC.<ref name="collisionnumber">{{Cite web|url=http://www.slashgear.com/first-lhc-proton-run-ends-in-success-new-milestone-18261452/|title=First LHC proton run ends in success, new milestone|author=Craig Lloyd|date=18 Dec 2012|accessdate=26 Dec 2014}}</ref> Los datos de colisión del LHC se producían a aproximadamente 25 petabytes por año, y la red de computación LHC se había convertido en la red informática más grande del mundo en 2012, incluyendo más de 170 instalaciones informáticas en una red mundial en 36 países.<ref name="msnbc-discovery">{{cite web|url=http://www.nbcnews.com/id/47783507|title=Hunt for Higgs boson hits key decision point|website=NBC News – Science – Technology & Science}}</ref><ref name="LHGG main page">{{cite web|url=http://wlcg.web.cern.ch/|title=Welcome to the Worldwide LHC Computing Grid|website=WLCG – Worldwide LHC Computing Grid|publisher=CERN|quote=[A] global collaboration of more than 170 computing centres in 36 countries … to store, distribute and analyse the ~25 Petabytes (25 million Gigabytes) of data annually generated by the Large Hadron Collider}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://lcg-archive.web.cern.ch/lcg-archive/public/overview.htm|título=What is WLCG?|fechaacceso=23 de agosto de 2020|fecha=11 de febrero de 2014|sitioweb=web.archive.org|fechaarchivo=11 de febrero de 2014|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20140211001449/http://lcg-archive.web.cern.ch/lcg-archive/public/overview.htm|deadurl=yes}}</ref>

== Historial de operaciones ==

El LHC entró en funcionamiento por primera vez el 10 de septiembre de 2008,<ref name="CERNPressFirstbeam">{{cite press|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=10 de septiembre de 2008|title=First beam in the LHC&nbsp;– accelerating science|url=http://press.cern/press-releases/2008/09/first-beam-lhc-accelerating-science|accessdate=9 de octubre de 2008 }}</ref> pero las pruebas iniciales se retrasaron durante 14 meses, del 19 de septiembre de 2008 al 20 de noviembre de 2009, luego de ocurrir un incidente en el enfriamiento de un imán por causas de un fallo de las conexiones eléctricas en algunos cables que causó daños extensos a más de 50 imanes superconductores, sus montajes y al tubo de vacío.<ref name="BBC 2008">{{cite news|author=Paul Rincon|date=23 de septiembre de 2008|title=Collider halted until next year|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7632408.stm|publisher=BBC News|accessdate=9 de octubre de 2008}}</ref><ref name="perdue 2008">{{cite web|url=http://www.physics.purdue.edu/particle/lhc/|title=Large Hadron Collider – Purdue Particle Physics|publisher=Physics.purdue.edu|accessdate=5 de julio de 2012|archiveurl=https://web.archive.org/web/20120717085441/http://www.physics.purdue.edu/particle/lhc/|archivedate=17 de julio de 2012 }}</ref><ref>[http://www.diffusion.ens.fr/index.php?idconf=2522&res=conf#Large Hadron Collider].</ref><ref name="LHC-is-back">{{cite press|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=20 de noviembre de 2009|title=The LHC is back|url=http://press.cern/press-releases/2009/11/lhc-back|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref><ref name=CERN20091123>{{cite press|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=23 de noviembre de 2009|title=Two circulating beams bring first collisions in the LHC|url=http://press.cern/press-releases/2009/11/two-circulating-beams-bring-first-collisions-lhc|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref>

Durante su primera puesta en marcha (2010–2013), el LHC colisionó dos haces opuestos de partículas de protones hasta alcanzar los 4 teraelectronvoltios (4 TeV o 0,64 [[julio|microjulios]]), o de núcleos principales (574 TeV por núcleo, o 2,76 TeV por [[nucleón]]).<ref name="LHCbooklet">{{cite web|date=January 2008|title=What is LHCb|url=http://cdsmedia.cern.ch/img/CERN-Brochure-2008-001-Eng.pdf|website=CERN FAQ|publisher=CERN Communication Group|page=44|accessdate=2 de abril de 2010|archiveurl=https://web.archive.org/web/20090326231649/http://cdsmedia.cern.ch/img/CERN-Brochure-2008-001-Eng.pdf|archivedate=26 de marzo de 2009 }}</ref><ref>{{cite news|title=Large Hadron Collider rewards scientists watching at Caltech|work=Los Angeles Times|date=31 de marzo de 2010|author=Amina Khan|accessdate=2 de abril de 2010|url=http://articles.latimes.com/2010/mar/31/science/la-sci-hadron31-2010mar31}}</ref> Sus primeros descubrimientos incluyeron el bosón de Higgs, buscado durante mucho tiempo, varias partículas compuestas (hadrones) como el estado del [[bottomonio]] χ b (3P), la primera creación del plasma de quark-gluón, y las primeras observaciones de la rarísima descomposición del [[mesón]] B s en dos [[muón|muones]] (B s 0 → μ + μ -), lo que cuestionó la validez de los modelos existentes sobre la [[supersimetría]].<ref>{{cite web
|author=M. Hogenboom
|date=24 de julio de 2013
|title=Ultra-rare decay confirmed in LHC
|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-23431797
|publisher=[[BBC]]
|accessdate=18 de agosto de 2013
}}</ref>

=== Construcción ===

==== Desafíos operacionales ====

El tamaño del LHC constituye un desafío de ingeniería excepcional, con problemas operativos únicos debido a la cantidad de energía almacenada en los imanes y dentro de los haces.<ref name="irfu1"/><ref>{{cite web|date=14 de enero de 1999|title=Challenges in accelerator physics|url=http://lhc.web.cern.ch/lhc/general/acphys.htm|publisher=CERN|accessdate=28 de septiembre de 2009|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20061005004318/http://lhc.web.cern.ch/lhc/general/acphys.htm|fechaarchivo=5 de octubre de 2006}}</ref> Mientras está en funcionamiento, la energía total almacenada en los imanes es de 10 GJ (2 400 kilogramos de [[TNT]]) y la energía total transportada por los dos haces alcanza 724 MJ (173 kilogramos de TNT).<ref>{{cite book|author=John Poole|year=2004|title=LHC Design Report|chapter=Beam Parameters and Definitions|chapterurl=https://edms.cern.ch/file/445830/5/Vol_1_Chapter_2.pdf}}</ref>

La pérdida de solo una diezmillonésima parte (10 <sup>−7</sup>) del haz es suficiente para apagar un imán superconductor, mientras que cada uno de los dos volcados del haz deben absorber 362 MJ (87 kilogramos de TNT). Estas energías son transportadas por muy poca materia: bajo condiciones nominales de operación (2808 racimos por haz o, lo que es lo mismo, 1,15 × 10 <sup>11</sup> protones por racimo), los tubos del haz contienen 1,0 × 10 <sup>−9</sup> gramos de [[hidrógeno]] que, en condiciones estándar de temperatura y presión, ocuparían el espacio con el volumen de un grano de arena fina.

==== Coste económico ====

Con un presupuesto de 7 500 millones de euros (aprox. 9 000 millones de dólares en junio de 2010), el LHC es uno de los instrumentos científicos más caros jamás construidos. <ref name=TheLHC/> <ref>{{cite web|url=http://www.lienmultimedia.com/article.php3?id_article=22468|title=LHC: Un (très) petit Big Bang|accessdate=29 de octubre de 2010|author=Agence Science-Presse|date=7 de diciembre de 2009|publisher=Lien Multimedia|language=francés}} </ref> Se esperaba que el costo total del proyecto fuera del orden de 4.600 millones de [[Franco suizo|francos suizos]] (aproximadamente 4 400 millones de dólares o 3 100 millones a partir de enero de 2010) para el acelerador y 1 160 millones de francos suizos (aproximadamente 1 100 millones de dólares o 800 millones de euros a partir de enero de 2010) para los experimentos proyectados por el CERN.<ref>{{cite web|url=http://askanexpert.web.cern.ch/AskAnExpert/en/Accelerators/LHCgeneral-en.html#3|title=How much does it cost?|accessdate=28 de septiembre de 2009|year=2007|publisher=CERN|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110807103920/http://askanexpert.web.cern.ch/AskAnExpert/en/Accelerators/LHCgeneral-en.html#3|archivedate=7 de agosto de 2011}}</ref>

La construcción de LHC se aprobó en 1995 con un presupuesto de 2 600 millones de [[franco suizo|francos suizos]], junto con otros 210 millones de francos suizos destinados a los experimentos. Sin embargo, los sobrecostes estimados (en una revisión importante en 2001) aumentaron en otros 480 millones de francos suizos el coste del acelerador y otros 50 millones más para los experimentos, junto con una reducción para el presupuesto del CERN, lo cual retrasó la fecha de finalización del proyecto de 2005 a abril de 2007.<ref>{{cite web|author=Luciano Maiani|date=16 de octubre de 2001|title=LHC Cost Review to Completion|url=http://user.web.cern.ch/User/LHCCost/2001-10-16/LHCCostReview.html|publisher=CERN|accessdate=15 de enero de 2001}}</ref> La superconducción de los imanes fue la causa de un incremento de otros 180 millones en el aumento de los costos. También hubo más costos y demoras debido a dificultades de ingeniería encontradas durante la construcción de la gruta para instalar el [[solenoide|solenoide de muon compacto]],<ref>{{cite journal|author=Toni Feder|year=2001|title=CERN Grapples with LHC Cost Hike|journal=[[Physics Today]]|volume=54|issue=12|pages=21–22|bibcode=2001PhT....54l..21F|doi=10.1063/1.1445534}}</ref> y también debido a los soportes magnéticos que no fueron suficientemente bien diseñados y fallaron en sus primeras pruebas iniciales (2007) y otros daños causados por un enfriamiento magnético y el escape de [[helio líquido]] (en la prueba inaugural de 2008).<ref>{{cite web|date=5 de abril de 2007|url=https://www.reuters.com/article/scienceNews/idUSL054919720070405|title=Bursting magnets may delay CERN collider project|website=Reuters|accessdate=28 de septiembre de 2009|archive-url=https://web.archive.org/web/20070503011021/https://www.reuters.com/article/scienceNews/idUSL054919720070405|archive-date=3 de mayo de 2007}}</ref> Debido a que los costos de electricidad son más bajos durante el verano, el LHC normalmente no opera durante los meses de invierno,<ref>{{cite news|author=Paul Rincon|date=23 de septiembre de 2008|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/7632408.stm|title=Collider halted until next year|work=BBC News|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> aunque se hicieron excepciones durante los inviernos de 2009/2010 y de 2012/2013 para compensar los retrasos en el arranque de 2008 y para mejorar así la precisión de las mediciones de la nueva partícula descubierta en 2012.

==== Accidentes durante la construcción y retrasos ====

* El 25 de octubre de 2005, José Pereira Lages, un técnico, murió en las instalaciones del LHC cuando una [[subestación eléctrica|subestación de control]], que se transportaba con una grúa, cayó sobre él produciéndose el siniestro.<ref>{{cite press|author=Robert Aymar|date=26 de octubre de 2005|title=Message from the Director-General|url=http://cds.cern.ch/record/901285?ln=en|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=12 de junio de 2013}}</ref>

* El 27 de marzo de 2007, un soporte de un imán criogénico diseñado y provisto por [[Fermilab]] y por [[KEK]] se rompió durante una prueba de presión inicial que involucró a uno de los conjuntos de imanes del LHC de triplete interno ([[cuadrupolo]] de enfoque). Nadie salió herido. El director de [[Fermilab]], Pier Oddone, declaró: ''En este caso, nos quedamos boquiabiertos por haber perdido un equilibrio de fuerzas muy simple''. El fallo había estado presente en el diseño original y permaneció sin corregir durante cuatro revisiones de ingeniería en los años siguientes.<ref>{{cite web|date=4 de abril de 2007|title=Fermilab 'Dumbfounded' by fiasco that broke magnet|url=https://www.photonics.com/Article.aspx?PID=6&VID=32&IID=230&AID=29203|publisher=Photonics.com|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> El análisis reveló que su diseño, hecho lo más delgado posible para un mejor aislamiento, no era lo suficientemente fuerte como para resistir las fuerzas generadas durante las pruebas de presión. Los detalles están disponibles en un comunicado de Fermilab, con el que el CERN estuvo de acuerdo.<ref>{{cite press|author=|date=1 de junio de 2007|title=Fermilab update on inner triplet magnets at LHC: Magnet repairs underway at CERN|url=http://user.web.cern.ch/user/QuickLinks/Announcements/2007/LHCInnerTriplet_5.html|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=28 de septiembre de 2009|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20090106233105/http://user.web.cern.ch/user/QuickLinks/Announcements/2007/LHCInnerTriplet_5.html|fechaarchivo=6 de enero de 2009}}</ref><ref>{{cite web|date=28 de septiembre de 2007|title=Updates on LHC inner triplet failure|url=http://www.fnal.gov/pub/today/lhc_magnet_archive.html|website=[[Fermilab Today]]|publisher=[[Fermilab]]|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> La reparación del imán roto y el refuerzo de los ocho conjuntos idénticos utilizados por el LHC retrasaron la fecha de inicio del programa, que luego se planificó finalmente para ser iniciado en noviembre de 2007.

* El 19 de septiembre de 2008, durante las pruebas iniciales, una conexión eléctrica defectuosa condujo a un enfriamiento de un imán (la pérdida repentina de la capacidad superconductora de un imán debido al calentamiento o a los efectos del campo eléctrico). [[Archivo:LHC helium tanks.jpg|miniatura|derecha|400px|Tanques de [[helio]].]] Seis toneladas de helio líquido a temperaturas próximas al cero absoluto —utilizado para enfriar los imanes— escaparon con la fuerza suficiente para romper, cerca de sus anclajes, imanes de 10 toneladas y causaron daños y contaminación considerables en el tubo de vacío. Las reparaciones y los subsiguientes controles de seguridad causaron un retraso de otros 14 meses.<ref>{{cite news|author=Paul Rincon|date=23 de septiembre de 2008|title=Collider halted until next year|url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/in_depth/7632408.stm|publisher=BBC News|accessdate=29 de septiembre de 2009}}</ref><ref name="CERNsummer"/><ref>{{cite news|author=Dennis Overbye|date=5 de diciembre de 2008|title=After repairs, summer start-up planned for collider|url=https://www.nytimes.com/2008/12/06/science/06cern.html|work=[[New York Times]]|accessdate=8 de diciembre de 2008}}</ref>

* Se encontraron dos fugas de vacío, con pequeñas entradas de aire, en julio de 2009 y el inicio de las operaciones de reparación se aplazaron hasta mediados de noviembre de ese año.<ref name="July 2009 leaks"/>

==== Corrientes de imán iniciales ====

En ambas puestas en funcionamiento (2010 a 2012 y 2015), el LHC funcionó con energías inferiores al plan operativo planificado inicialmente y aumentó hasta sólo (2 x) 4 TeV de energía en su primera puesta en marcha y a (2 x) 6,5 TeV en su segundo encendido, por debajo de la energía de diseño prevista de (2 x) 7 TeV. Esto se debe a que los imanes superconductores masivos requieren un entrenamiento considerable del imán para manejar correctamente las altas corrientes involucradas sin perder su capacidad superconductora y esas altas intensidades son necesarias para permitir una alta energía en la colisión de los protones. El proceso de "entrenamiento" implica encender repetidamente los imanes con corrientes bajas para evitar cualquier enfriamiento o movimientos diminutos que puedan producirse. También lleva tiempo enfriar los imanes a su temperatura de funcionamiento de alrededor de 1,9 K (cerca del cero absoluto). Con el tiempo, el imán "se adapta" y deja de apagarse frente a estas corrientes de menor intensidad y puede manejar las altas corrientes de diseño sin dejar de funcionar. Los medios del CERN describen este problema con la analogía de que los imanes "sacuden" las inevitables pequeñas imperfecciones de fabricación en sus cristales que inicialmente habían deteriorado su capacidad para manejar las corrientes planificadas. Los imanes, con el tiempo, y con "entrenamiento", gradualmente se vuelven capaces de manejar las corrientes planificadas en el diseño original sin apagarse. <ref name="why13tev">{{cite web|url=http://home.web.cern.ch/about/engineering/restarting-lhc-why-13-tev|title=Restarting the LHC: Why 13 Tev?|publisher=CERN|accessdate=28 de agosto de 2015}}</ref><ref name="training2">{{cite web|url=http://www.symmetrymagazine.org/article/december-2014/first-lhc-magnets-prepped-for-restart|title=First LHC magnets prepped for restart|website=Symmetry Magazine|accessdate=28 de agosto de 2015}}</ref>

=== Pruebas inaugurales (2008) ===

El primer lanzamiento de protones se hizo circular a través del colisionador en la mañana del 10 de septiembre de 2008.<ref name=rincon/> El CERN disparó con éxito una ráfaga de protones alrededor del túnel por etapas, tres kilómetros a la vez. Las partículas se lanzaron en el sentido de las agujas del reloj hacia el acelerador y se dirigieron con éxito al punto de colisión a las 10:28 hora local.<ref name="CERNPressFirstbeam"/> El LHC completó con éxito su prueba principal: después de una serie de pruebas de funcionamiento, dos puntos blancos destellaron en la pantalla de un ordenador que mostraba que los protones viajaban por todo el colisionador. Llevó menos de una hora guiar la corriente de partículas alrededor de su circuito inaugural del haz.<ref>{{cite news|author=Mark Henderson|date=10 de septiembre de 2008|title=Scientists cheer as protons complete first circuit of Large Hadron Collider|url=http://www.thetimes.co.uk/tto/news/world/article1967054.ece|work=[[Times Online]]|accessdate=6 de octubre de 2008|location=London}}</ref> A continuación, el CERN envió con éxito un haz de protones en sentido contrario a las agujas del reloj, tardando un poco más de una hora y media debido a un problema con la criogenización y el proceso de recorrido del circuito se completó a las 14:59.

==== Apagado por un incidente ====

El 19 de septiembre de 2008, se produjo un apagado del funcionamiento del colisionador en unos 100 imanes de flexión en los sectores 3º y 4º, debido a un fallo eléctrico que provocó una pérdida de una seis toneladas de [[helio ]]<nowiki/>líquido (el refrigerante [[criogenia|criogénico de los imanes]]), que se escaparon a través del túnel del colisionador. El vapor que se escapó se expandió con fuerza explosiva dañando un total de 53 imanes superconductores y sus anclajes de sustentación, contaminando la tubería de vacío, que también pasó a estar inoperativa.<ref name="BBC 2008" /><ref name="perdue 2008" /><ref name="interim technical report">{{cite web|date=15 de octubre de 2008|title=Interim Summary Report on the Analysis of the 19 September 2008 Incident at the LHC|url= https://edms.cern.ch/file/973073/1/Report_on_080919_incident_at_LHC__2_.pdf|publisher= CERN|id=EDMS&nbsp;973073|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref>

Poco después del incidente, el CERN informó que la causa más probable del problema era una conexión eléctrica defectuosa entre dos imanes y que, debido al tiempo necesario para calentar los sectores afectados y luego volver a enfriarlos a la temperatura de funcionamiento (recuérdese que el túnel debe ser enfriado casi a temperatura cercana al cero absoluto), tomaría al menos dos meses para arreglarlo.<ref>{{cite press|date=20 de septiembre de 2008|title=Incident in LHC sector 3–4|url=http://press.cern/press-releases/2008/09/incident-lhc-sector-3-4|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> El CERN publicó un informe técnico provisional <ref name="interim technical report" /> y un análisis preliminar del incidente los días 15 y 16 de octubre de 2008, respectivamente, <ref>{{cite press|date=16 de octubre de 2008|title=CERN releases analysis of LHC incident|url=http://press.cern/press-releases/2008/10/cern-releases-analysis-lhc-incident|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> y una investigación mucho más detallada el 5 de diciembre de 2008.<ref name="CERNsummer">{{cite press|date=5 de diciembre de 2008|title=LHC to restart in 2009|url=http://press.cern/press-releases/2008/12/lhc-restart-2009|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> El análisis del incidente por parte del CERN confirmó que un fallo eléctrico estaba en el origen del problema. La conexión eléctrica defectuosa había conducido a una interrupción de energía de los sistemas eléctricos que alimentan los imanes superconductores, pero también causó un [[arco eléctrico]] (o descarga) que dañó la integridad del contenedor del helio sobreenfriado y el aislamiento de vacío, lo que provocó que la temperatura y la presión del refrigerante aumentaran rápidamente más allá de la capacidad de seguridad del sistema para contenerlo <ref name="interim technical report" /> y condujo a un aumento de la temperatura en aproximadamente 100 grados centígrados en algunos de los imanes afectados. La energía almacenada en los imanes superconductores y el ruido eléctrico inducido en otros detectores de enfriamiento también desempeñaron un papel en el rápido sobrecalentamiento. Alrededor de dos toneladas de helio líquido escaparon explosivamente antes de que los detectores activaran una parada de emergencia y otras cuatro toneladas se filtraron fuera después a una presión más baja. <ref name="interim technical report"/> Un total de 53 imanes se vieron dañados en el incidente y fueron reparados o reemplazados durante la habitual interrupción de funcionamiento que se lleva a cabo durante el invierno. <ref>{{cite press|date=30 de abril de 2009|title=Final LHC magnet goes underground|url=http://press.cern/press-releases/2009/04/final-lhc-magnet-goes-underground|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> Este accidente fue discutido a fondo en un artículo de ''Ciencia y Tecnología de Superconductores'' del 22 de febrero de 2010 por el físico del CERN Lucio Rossi. <ref>{{cite journal|author=L. Rossi|year=2010|title=Superconductivity: its role, its success and its setbacks in the Large Hadron Collider of CERN|journal=[[Superconductor Science and Technology]]|volume=23|issue=3|page=034001|bibcode=2010SuScT..23c4001R|doi=10.1088/0953-2048/23/3/034001}}</ref>

En las previsiones iniciales, antes de la puesta en marcha del LHC, se esperaba que las primeras colisiones "modestas" de alta energía en un centro del marco de impulso de energía de 900 GeV tuvieran lugar antes de finales de septiembre de 2008, y se esperaba que el LHC estuviera operando a 10 TeV para fines de 2008.<ref>{{cite press|date=7 de agosto de 2008|title=CERN announces start-up date for LHC|url=http://press.cern/press-releases/2008/08/cern-announces-start-date-lhc|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> Sin embargo, debido a la demora causada por el incidente mencionado, el colisionador no estuvo operativo hasta noviembre de 2009.<ref name="CERN September">{{cite press|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=9 de febrero de 2009|title=CERN management confirms new LHC restart schedule|url=http://press.cern/press-releases/2009/02/cern-management-confirms-new-lhc-restart-schedule|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> A pesar de la demora, el LHC se inauguró oficialmente el 21 de octubre de 2008, en presencia de líderes políticos, ministros de ciencia de los veinte Estados miembros del CERN, funcionarios del mismo y miembros de la comunidad científica mundial.<ref>{{cite press|date=21 de octubre de 2008|title=CERN inaugurates the LHC|url=http://press.cern/press-releases/2008/10/cern-inaugurates-lhc|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=21 de octubre de 2008 }}</ref>

La mayor parte de 2009 se empleó en reparaciones y revisiones de los daños causados por el incidente referido, junto con otras dos fugas de vacío identificadas en julio de ese mismo año, que no permitieron el inicio de nuevas operaciones en el colisionador hasta noviembre de 2009.<ref name="July 2009 leaks">{{cite web|date=16 de julio de 2009|title=News on the LHC|publisher=CERN|url=http://user.web.cern.ch/user/news/2009/090716.html|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref>

=== Primera fase operativa (2009–2013) ===

[[Archivo:Jean Iliopoulos (Ecole Normale Supérieure) - Philippe Binant Archives.jpg|thumb|Seminario sobre física del LHC por John Iliopoulos (2009).<ref>Seminar on the physics of LHC by John Iliopoulos, [[École Normale Supérieure]], Paris, 2009.</ref>]]

El 20 de noviembre de 2009, haces de baja energía circularon en el túnel por primera vez desde el accidente y, poco después, el 30 de noviembre, el LHC alcanzó 1,18 TeV por haz para convertirse en el acelerador de partículas de mayor energía del mundo, superando el registro máximo anterior sustentado hasta entonces por el [[Tevatron]] durante ocho años (con 0,98 TeV).<ref name="30 nov press">{{cite press|date=30 de noviembre de 2009|url=http://press.cern/press-releases/2009/11/lhc-sets-new-world-record|title=LHC sets new world record|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref>

Durante la primera parte de 2010 se aumentó progresivamente la potencia y se llevaron a cabo los primeros experimentos de física con 3,5 TeV por haz. El 30 de marzo de 2010, el LHC estableció un nuevo récord de colisiones de alta energía al chocar haces de protones a un nivel de energía combinado de 7 TeV. El intento fue el tercero ese día, después de dos intentos fallidos en los que los protones tuvieron que ser "arrojados" fuera del colisionador.<ref>{{cite news|url=http://www.thehindu.com/sci-tech/science/article329160.ece|title=Big Bang Machine sets collision record|agency=Associated Press|date=30 de marzo de 2010|work=The Hindu}}</ref> Esto también marcó el inicio del programa principal de investigación para el cual se había diseñado en origen el LHC.

El primer ensayo con éxito terminó el 4 de noviembre de 2010. Una puesta en marcha con iones de plomo comenzó el 8 de noviembre de 2010 y terminó el 6 de diciembre de ese año,<ref>{{cite press|date=8 de noviembre de 2010|title=CERN completes transition to lead-ion running at the LHC|url=http://press.cern/press-releases/2010/11/cern-completes-transition-lead-ion-running-lhc|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=28 de febrero de 2016 }}</ref> permitiendo que el experimento [[Experimento ALICE|ALICE]] estudie la materia en condiciones extremas similares a las que se produjeron poco después del [[Big Bang]]. <ref>{{cite web|url=http://cdsweb.cern.ch/journal/CERNBulletin/2010/45/News%20Articles/1302710?ln=en|title=The Latest from the LHC : Last period of proton running for 2010. – CERN Bulletin|publisher=Cdsweb.cern.ch|date=1 de noviembre de 2010|accessdate=17 de agosto de 2011}}</ref>

Originalmente, el CERN planeó que el LHC funcionara hasta finales de 2012, con un breve descanso a fines de 2011, para permitir un aumento en la energía del haz de 3,5 hasta los 4 TeV.<ref name="CERN Press 1"/> A finales de 2012, se planeó cerrar el LHC hasta aproximadamente 2015 para permitir su actualización hasta una energía planificada de 7 TeV por haz. <ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2012/12/first-lhc-protons-run-ends-new-milestone|title=The first LHC protons run ends with new milestone|date=17 de diciembre de 2012|website=Media and Press Relations|publisher=CERN}}</ref> A finales de 2012, a la luz del descubrimiento del [[bosón de Higgs]] en julio de 2012, el cierre se pospuso durante algunas semanas hasta principios de 2013 para permitir obtener otros datos adicionales sobre dicho descubrimiento antes de la parada prevista.

=== Primer apagado prolongado (2013–2015) ===

[[Archivo:Views of the LHC tunnel sector 3-4, tirage 2.jpg|thumb|400px|Una sección interior del LHC que muestra la sucesión de imanes superconductores que alojan en su interior los tubos por donde discurren los haces de protones]]
El LHC se clausuró el 13 de febrero de 2013 para su actualización prevista de 2 años, denominada '''Long Shutdown 1''' (LS1), que tenía que ver con muchos aspectos iniciales del proyecto del LHC: permitir colisiones a 14 TeV, mejorando sus detectores y preaceleradores (el Proton Synchrotron y Super Proton Synchrotron), además de reemplazar su sistema de ventilación y 100 km de cableado deteriorado por colisiones de alta energía desde su primera puesta en funcionamiento.<ref>{{cite web|url=http://home.web.cern.ch/about/updates/2013/02/long-shutdown-1-exciting-times-ahead|title=Long Shutdown 1: Exciting times ahead|website=cern.ch|accessdate=28 de agosto de 2015}}</ref> El colisionador actualizado comenzó su largo proceso de arranque y prueba de funcionamiento en 2014, con el Proton Synchrotron Booster a partir del 2 de junio de 2014, la interconexión final entre los imanes y las partículas del Proton Synchrotron en circulación el 18 de junio de 2014 y la primera sección del sistema principal de superimanes LHC, que alcanzó una temperatura de funcionamiento de 1,9 K (−271.25º C) unos días después.<ref>{{cite web|url=http://home.web.cern.ch/about/updates/2014/06/cern-announces-lhc-restart-schedule|title=CERN|website=cern.ch|accessdate=28 de agosto de 2015}}</ref> Debido al lento progreso en el "entrenamiento" de los imanes superconductores, se decidió comenzar la segunda ejecución con una energía más baja de tan sólo 6,5 TeV por haz, que corresponde a una corriente de 11.000 [[amperio]]s. Se informó finalmente que el primero de los principales imanes del LHC había sido "entrenado" con éxito antes del 9 de diciembre de 2014, mientras que la capacitación final de los otros sectores de imanes se terminó en marzo de 2015.<ref>{{cite web|url=http://lhc-commissioning.web.cern.ch/lhc-commissioning/news-2015/LHC-latest-news.html|title=LHC 2015 – latest news|website=cern.ch|accessdate=19 de enero de 2016}}</ref>

=== Segunda Puesta en Funcionamiento (2015–2018) ===

El 5 de abril de 2015, el LHC se reinició después de un descanso de dos años, durante el cual los conectores eléctricos entre los imanes de flexión se actualizaron para manejar de manera segura la corriente requerida de 7 TeV por haz (14 TeV en la colisión).<ref name="BBC">{{cite web| url =https://www.bbc.com/news/science-environment-32160755|title=Large Hadron collider restarts after pause|publisher=[[BBC]]| author=Jonathan Webb|date=5 de abril de 2015| accessdate =5 de abril de 2015}}</ref><ref name="splices">{{cite web| url=https://home.cern/about/updates/2013/03/lhc-consolidations-step-step-guide| title=LHC consolidations: A step-by-step guide|publisher=CERN}}</ref> Sin embargo, los imanes de flexión solo fueron entrenados para manejar hasta 6,5 TeV por haz (13 TeV en total durante la colisión frontal), que se convirtió en la energía operativa útil desde 2015 a 2017.<ref name="why13tev"/> Dicha energía se alcanzó por primera vez el 10 de abril de 2015.<ref>{{cite web|last1=O'Luanaigh|first1=Cian|title=First successful beam at record energy of 6.5 TeV|url=http://home.web.cern.ch/about/updates/2015/04/first-successful-beam-record-energy-65-tev|publisher=CERN|accessdate=24 de abril de 2015}}</ref> Las mejoras culminaron en el momento en el que logró colisionar protones con una energía combinada de 13 TeV.<ref name="13TeVcollisions">{{cita web |url=https://home.cern/about/updates/2015/05/first-images-collisions-13-tev |título=First images of collisions at 13 TeV |nombre=Cian |apellidos=O'Luanaigh |fecha=21 de mayo de 2015 |obra=[[CERN]]|idioma=en}}</ref> El 3 de junio de 2015, el LHC comenzó a entregar datos informáticos de física de partículas después de casi dos años sin funcionamiento operativo.<ref name=":0">{{Cite web|title= Physicists eager for new high-energy Large Hadron Collider run|url= https://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150603181744.htm|website= Science Daily|date=3 de junio de 2015|accessdate= 4 de junio de 2015}}</ref> En los meses siguientes se usó para efectuar colisiones protón-protón, mientras que en noviembre la máquina cambió para realizar colisiones de iones de plomo y, finalmente, en diciembre comenzó el apagado habitual de invierno.

En 2016, los operadores de la máquina se centraron en aumentar la "[[luminosidad]]" de las colisiones protón-protón. El valor previsto en el diseño se alcanzó por primera vez el 29 de junio,<ref name="designlumireached"/> y otras mejoras posteriores aumentaron la tasa de colisión en un 40% por encima del valor de diseño originalmente previsto.<ref name="2016lumi">{{cite web|url=https://home.cern/cern-people/updates/2016/10/lhc-report-end-2016-proton-proton-operation|title=LHC Report: end of 2016 proton-proton operation|date=31 de octubre de 2016|accessdate=27 de enero de 2017}}</ref> El número total de colisiones en 2016 excedió el número de la Fase 1 con energías cada vez más altas por colisión. El primer ciclo protón-protón fue seguido por cuatro semanas de colisiones protón-plomo.<ref name="2016summary">{{cite web|url=https://home.cern/cern-people/updates/2016/12/lhc-report-far-beyond-expectations|title=LHC Report: far beyond expectations|date=13 de diciembre de 2016|accessdate=27 de enero de 2017}}</ref>

En 2017, la luminosidad se incrementó aún más y alcanzó el doble del valor del diseño original. El número total de colisiones también fue mayor que en 2016.<ref name="endof2017" />

El funcionamiento en 2018 comenzó el 17 de abril y se detuvo el 3 de diciembre, incluidas cuatro semanas de colisiones de núcleos de plomo contra plomo.<ref>{{Cite web|url=https://beams.web.cern.ch/sites/beams.web.cern.ch/files/schedules/LHC_Schedule_2018.pdf|title=LHC Schedule 2018}}</ref>

=== Segunda Gran Parada de Funcionamiento (2018–2022 y el futuro próximo) ===

La denominada '''Long Shutdown 2''' (LS2) comenzó el 10 de diciembre de 2018. El LHC y todo el complejo de aceleradores del CERN se hallaban en mantenimiento y se actualizaban progresivamente. El objetivo de las actualizaciones era implementar el proyecto del Colisionador de Hadrones Grandes de Alta Luminosidad (HL-LHC), que aumentará la luminosidad en un factor de 10. Se proyecta que el LS2 terminara en 2022, seguido de la Puesta en Funcionamiento número 3ª.<ref>{{Cite web|url=https://lhc-commissioning.web.cern.ch/lhc-commissioning/schedule/LHC-long-term.htm|title=LHC long term schedule|website=lhc-commissioning.web.cern.ch}}</ref> El HL-LHC debería estar ya operativo en 2026. El cierre prolongado (LS3) hasta 2020 tuvo lugar antes de que se completara el proyecto HL-LHC.

=== Tercera fase (2022- ) ===

A las 12:16, hora local de Ginebra, del 22 de abril de 2022, dos haces de protones circularon en direcciones opuestas por el acelerador como prueba inicial de funcionamiento para verificar los cambios efectuados desde la última gran parada técnica en 2018 (LS2), cuatro años atrás. Impulsados por una inyección de energía inicial de 450 000 millones de electronvoltios, que irá aumentando a medida que se comprueba que el sistema funciona correctamente. Era el inicio de las pruebas de la Tercera Gran Puesta en marcha del LHC, aunque todavía quedaban meses para que de nuevo el gran colisionador entrara en funcionamiento programado normal, previsto inicialmente para 2022.<ref name="Sin-nombre-p598-1">{{cite web|title=El acelerador de partículas del CERN se vuelve a poner en marcha tras tres años apagado|url=https://www.diariodesevilla.es/tecnologia/acelerador-particulas-CERN-LHC-vuelve-poner-marcha-video_0_1676833566.html|publisher=(EFE) Ginebra 22-04-2022-17:40h|accessdate=04 de mayo de 2022}}</ref>

== Cronología de operaciones ==

{| class="wikitable" 
|+ Línea de tiempo
|- 
!    Fecha    !! Evento
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|align="left" style="width:80px" | 10-09-2008|| El [[CERN]] disparó por etapas con éxito los primeros protones en el circuito del túnel.
|-
| 19-09-2008|| Se produjo un accidente de [[Magnetic Ride|amortiguación magnética]] en alrededor de 100 imanes de flexión en los sectores 3º y 4º, causando una pérdida de aproximadamente 6 toneladas de [[helio líquido]].
|-
| 30-09-2008|| Se tenía prevista la primera colisión, pero fue pospuesta por el accidente.
|-
| 16-10-2008|| El [[CERN]] dio a conocer un análisis preliminar del incidente.
|-
| 21-10-2008|| Inauguración oficial.
|-
| 05-12-2008|| El [[CERN]] publicó un análisis detallado del accidente.
|-
| 29-10-2009|| El LHC reanudó su operación a 3,5 [[TeV]] por haz.
|-
| 20-11-2009|| El LHC reinicia sus operaciones.
|-
| 23-11-2009|| Los cuatro detectores captan las primeras colisiones a 450 [[GeV]].
|-
| 30-11-2009|| El LHC rompe el récord en ser el acelerador de partículas más potente del mundo, creando colisiones a 2,36 [[TeV]] (1,18 [[TeV]] por haz).
|-
| 16-12-2009|| El LHC es apagado para realizar en él los ajustes necesarios para que pueda funcionar a 7 [[TeV]].
|-
| 28-02-2010|| El LHC reanuda sus actividades, haciendo circular dos haces de partículas en sentido contrario con una energía de 450 [[GeV]] por haz.
|-
| 19-03-2010|| El LHC alcanza un nuevo récord haciendo circular los dos haces de protones, cada uno a 3,5 [[TeV]].
|-
| 30-03-2010|| El LHC inicia con éxito las colisiones de partículas a 7 [[TeV]] (3,5 [[TeV]] por haz). Se mantendría así hasta finales de 2011, para realizar los ajustes necesarios para ponerlo a funcionar a toda potencia (14 [[TeV]]).
|-
| 18-09-2010|| Se clausura la junta de miembros del CERN, anunciándose que se pospondrá el experimento a 14 TeV para 2016.
|-
| 08-11-2010|| El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) recreó con gran éxito un "mini Big Bang" provocado por el choque de iones, según anunció el Centro Europeo de Física Nuclear (CERN, por sus siglas en francés).
|-
| 04-07-2012|| El 4 de julio de 2012 se presentaron en el CERN los resultados preliminares de los análisis conjuntos de los datos tomados por el LHC en 2011 y 2012. Los dos principales experimentos del acelerador ([[ATLAS]] y [[Experimento CMS|CMS]]) anunciaron la observación de una nueva partícula «compatible con el bosón de Higgs», con una masa de unos {{nowrap|125 GeV/c<sup>2</sup>}}.
|-
| 13-09-2012|| Tienen lugar por primera vez en el LHC colisiones entre protones e iones de plomo.
|-
| 13-02-2013|| Se para el colisionador durante 20 meses para emprender diversas obras de reparación y mejoras.
|-
| 07-03-2015|| Pruebas de funcionamiento en la Segunda Puesta en Marcha envían protones hacia los detectores [[LHCb]] y ALICE.
|-
| 05-04-2015|| Ambos haces circularon en el colisionador. Cuatro días más tarde, se logró un nuevo récord de energía 6,5 TeV por protón.
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| 20-05-2015|| Colisionan en el LHC dos haces de protones a una energía récord de 13 TeV.
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| 03-06-2015|| Inicio de la entrega de los datos de física después de casi dos años fuera de servicio para la nueva puesta en marcha.
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| 04-11-2015|| Fin de colisiones de protones en el año 2015 e inicio de los preparativos para las colisiones de iones.
|-
| 25-11-2015|| Colisiones de los primeros iones en una energía récord de más de 1 PeV (10<sup>15</sup> eV)
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| 13-12-2015|| Fin de la colisiones de iones de 2015
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| 23-04-2016|| Comienza la toma de datos del año 2016
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| 20-06-2016|| El LHC alcanza una luminosidad de 1,0 x 10<sup>34</sup> cm<sup>-2</sup> s<sup>-1</sup>, su valor de diseño. Otras mejoras durante el año aumentaron la luminosidad a un 40% por encima del valor de diseño.
|-
| 29-02-2017|| El Gran Colisionador de Hadrones vuelve a su funcionamiento y el equipo utilizará experimentos para probar nuevos ajustes ópticos, lo que proporciona el potencial para una luminosidad aún mayor de 45 fb<sup>-1</sup> y más colisiones.

Durante las primeras semanas solamente, unos pocos racimos de partículas estarán circulando en el LHC para depurar y validar la máquina. Los racimos aumentarán gradualmente durante las próximas semanas hasta que haya suficientes partículas en la máquina para iniciar las colisiones y comenzar a recopilar datos físicos.
|-
| 18-04-2017|| Nuevos resultados largamente esperados sobre una decadencia particular de [[meson B|mesones B0]] producidos en el Gran Colisionador de Hadrones.
|-
| 24-05-2017|| Comienzo de las colisiones protón-protón 2017. Durante 2017 la luminosidad aumentó al doble de su valor de diseño.
|-
| 10-11-2017|| Fin del período regular de colisiones protón-protón 2017.
|-
| 17-04-2018|| Comienzo de las colisiones protón-protón 2018.
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| 12-11-2017|| Final de las operaciones de protones de 2018 en el CERN. 
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| 03-12-2018|| Prueba de colisiones con iones de plomo de 2018.
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| 10-12-2018|| Final de la colisiones de iones de plomo de 2018. Fin de la operación de física de 2018 e inicio de la Segunda Gran Parada (LS2).
|-
| 22-04-2022|| Pruebas iniciales para la tercera gran puesta en marcha prevista en 2022. A las 12:16, hora local en el CERN, dos haces de protones circularon en direcciones opuestas por el acelerador, impulsados por una energía de 450 000 millones de electrovoltios, que irá aumentando a medida que se comprueba que el sistema funciona correctamente.<ref name="Sin-nombre-p598-1"/>
|-
| 05-07-2022|| Inicio de la gran puesta en marcha prevista en 2022. El acelerador está ya funcionando y preparado para alcanzar energías de 6,8 TeV por haz, que suman un total de 13,6 TeV de energía en cada colisión. Además, la mejora y rediseño de los detectores [[ATLAS]], [[Experimento CMS|CMS]], [[LHCb]] y [[ALICE]] permitirá detectar un número mucho mayor de colisiones entre protones y los subproductos generados. Según el físico teórico del CERN Michelangelo Mangano, en esta nueva 3ª Fase: "''Estamos expectantes de las medidas del decaimiento del bosón de Higgs hacia partículas de segunda generación como los muones. Esto será un resultado enteramente nuevo en la saga del bosón de Higgs, confirmando por primera vez que las partículas de segunda generación'' (los [[quark]]s encantado y extraño, el [[muón]] y el [[neutrino]] muónico) ''también obtienen masa a través del mecanismo de Higgs''." Al margen, entre otros objetivos, se espera que con el incremento en la potencia de las colisiones se pueda obtener resultados sobre qué partículas componen la [[materia oscura]], la discrepancia observada entre la predicción teórica de la masa del [[bosón]] W y la calculada recientemente por el [[Tevatrón]], que discrepa de la teoría predicha por la [[física de partículas]], así como el descubrimiento de posibles nuevas partículas que permitan un mejor entendimiento del modelo estándar o de la necesidad de modificarlo en el intento de buscar nueva física teórica.
|-
| 20-12-2022|| La supuesta anomalía del [[mesón B]], descubierta en 2014, que llegó en su momento a alcanzar un nivel de 3 sigma, ha quedado completamente descartada gracias a los últimos resultados del experimento [[LHCb]] en el CERN. La  realidad es que los [[electron]]es y los [[muon]]es sí se producen al mismo ritmo, exactamente como predice el [[Modelo estándar de la física de partículas]]. El físico Renato Quagliani anunció durante un seminario que el LHCb confirmaba mediante dos estudios prepublicados en [[arXiv]] de la [[Universidad de Cornell]] <ref name="Sin_nombre-1_5aR-1">{{cite news| author=arXivLabs - Universidad de Cornell| url=https://arxiv.org/abs/2212.09153| title=Medición de los parámetros de universalidad de leptones en y B^0\to K^{*0}\ell^+\ell^- decaemiento B+→k+ℓ+ℓ−B0→k∗ 0ℓ+ℓ−| date=18 Dic 2022}}</ref> <ref name="Sin_nombre-1_5aR-2">{{cite news| author=arXivLabs - Universidad de Cornell| url=https://arxiv.org/abs/2212.09152| title=Prueba de universalidad de leptones en decaemiento b → sℓ+ℓ−| date=18 Dic 2022}}</ref>que no existía discrepancia alguna entre la producción de electrones y muones, lo cual invalida definitivamente la anomalía predicha desde 2014. Es un paso más que consolida si cabe más todavía la física oficialmente predicha matemáticamente por el Modelo Estándar y, de algún modo, retrasa el descubrimiento de una nueva Física que explique fenómenos aún no conocidos.
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| 21-12-2022|| El detector [[LHCb]] del Gran Colisionador de Hadrones del CERN confirma la universalidad leptónica del modelo estándar en las desintegraciones de los [[quark bottom|quarks bottom]] gracias a que se han mejorado las técnicas de identificación de partículas para lograr una señal más pura (en análisis previos algunos [[hadron]]es se pudieron identificar de forma errónea como [[electron]]es). Además se ha usado una nueva estimación de los sucesos de fondo (''background'') que mejora la sensibilidad a los [[lepton]]es por unidad de luminosidad.<ref name="Sin_nombre-1_5aR-3">{{cite news| author=Francisco R. Villatoro| url=https://francis.naukas.com/2022/12/21/lhcb-confirma-la-universalidad-leptonica-del-modelo-estandar-en-las-desintegraciones-de-quarks-bottom/| title=El LHCb confirma la universalidad leptónica del modelo estándar en las desintegraciones de los quarks bottom| date=21 Dic 2022}}</ref> Esto supone reafirmar aún más la fortaleza actual del [[Modelo estándar de la física de partículas]] después de 50 años, cuando los resultados obtenidos por los experimentos coinciden perfectamente en la práctica con la masa predicha hace mucho tiempo por la teoría para el quark bottom.
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| 24-03-2023|| El detector [[ATLAS]] confirma una leve tensión en la sobreproducción de pares de quarks top con un bosón W.<ref name="Sin_nombre-20230526121534">{{cite news| author=ATLAS Experiment| url=https://atlas.cern/Updates/Briefing/ttW-Mild-Tension/| title=ATLAS confirma una leve sobretensión en la producción de pares de quarks top con un bosón W| date=24 Mar 2023}}</ref> No se comprende aún el porqué se producen más cantidad de antipares quark top-antiquark top junto con un bosón W, pero este fenómeno rompe las predicciones matemáticas predichas para dicho fenómeno previstas por el [[Modelo estándar de la física de partículas]].
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| 22/26-05-2023|| Los detectores ATLAS y CMS informan cómo se unieron para encontrar la primera evidencia del extraño proceso en el que el [[bosón de Higgs]] se descompone en un [[bosón Z]] y un [[fotón]], en vez de dos fotones. El modelo estándar predice que debido a la masa del bosón de Higgs hay una probabilidad del 0,15 % de que este bosón se descompondrá en un bosón Z y un fotón. Sin embargo, durante la Segunda Fase de funcionamiento (2015-2018) las colisiones permitieron obtener este tipo peculiar de desintegración del Higgs en el 6,6% de los casos.<ref name="">{{cite news| author=ATLAS y CMS Experiments| url=https://home.cern/news/news/physics/lhc-experiments-see-first-evidence-rare-higgs-boson-decay | title=Los experimentos del LHC ven la primera evidencia de una rara descomposición del bosón de Higgs | date=22 May 2023}}</ref> El resultado tiene aún una significación de 3,4 sigma, que está por debajo del requisito de 5 desviaciones estándar para verificar una observación como cierta, pero de ello se deduce que hay un proceso que no coincide con el modelo estándar y debe ser analizado en profundidad por sus implicaciones en una "nueva" física de partículas.
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| 21-07-2023|| Según ha publicado el [[Organización Europea para la Investigación Nuclear|CERN]], gracias a una mejor calibración instrumental y a la suma del conjunto de datos recogidos durante la 2ª Fase en funcionamiento del LHC (2015-2018) y, fundamentalmente, a las mejoras operacionales del detector [[ATLAS]], se ha podido precisar con mucha mayor certidumbre la masa del [[bosón de Higgs]] con una exactitud del <sup>±</sup> 0,09% de error, quedando establecida oficialmente en 125,11 [[Electronvoltio|GeV]].<ref name="">{{cite news| author=ATLAS y CMS Experiments| url=https://home.cern/news/news/physics/atlas-sets-record-precision-higgs-bosons-mass | title=ATLAS establece precisión récord en la masa del bosón de Higgs | date=21 Jul 2023}}</ref>
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== Hallazgos y descubrimientos ==

Un enfoque inicial de la investigación fue analizar la posible existencia del [[bosón de Higgs]], una parte clave del [[Modelo estándar de la física de partículas]], que se predice por la teoría, pero que aún no se había observado antes debido a su gran masa y naturaleza evasiva. Los científicos del CERN estimaron que, si el Modelo Estándar fuera correcto, el LHC produciría varios bosones de Higgs cada minuto, permitiendo a los físicos finalmente confirmar o refutar la existencia del bosón de Higgs. Además, el LHC permitió la búsqueda de partículas supersimétricas y otras partículas hipotéticas como posibles áreas aún desconocidas de la física subatómica.<ref name="LHCbooklet"/> Algunas extensiones del modelo estándar predicen partículas adicionales, como los [[bosón|bosones de calibre W' y Z']] pesados, que también se estima que están al alcance de la capacidad intrínseca del LHC, pero que aún están por descubrir.<ref>{{cite news| author=P. Rincon| url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/8685541.stm| title=LHC particle search 'nearing', says physicist| publisher=BBC News| date=17 May 2010}}</ref>

=== Primera fase (datos tomados de 2009 a 2013) ===

Los primeros resultados físicos del LHC, que involucraron 284 colisiones, que tuvieron lugar en el detector ALICE, se publicaron el 15 de diciembre de 2009.<ref name="first science 2009">{{cita web|apellidos1=Vieru|nombre1=Tudor|título=First Science Produced at LHC|url=https://news.softpedia.com/news/First-Science-Produced-at-LHC-129833.shtml|obra=[[Softpedia|Softpedia News]]|idioma=en|fecha=15 de diciembre de 2009}}</ref> Se publicaron los resultados de las primeras colisiones protón-protón a energías superiores a las colisiones protón-antiprotón Tevatron de Fermilab, gracias a la colaboración del detector CMS a principios de febrero de 2010, produciendo un conjunto de hadrones cargados mayor de lo previsto.<ref name="first proton-proton 2010">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2010|title=Transverse momentum and pseudorapidity distributions of charged hadrons in pp collisions at {{radical|s}}&nbsp;=&nbsp;0.9 and 2.36&nbsp;TeV|journal=[[Journal of High Energy Physics]]|volume=2010|issue=2|pages=1–35|arxiv=1002.0621|bibcode=2010JHEP...02..041K|doi=10.1007/JHEP02(2010)041}}</ref>

Después del primer año de recopilación de datos, gracias a las colisiones experimentales del LHC, se comenzaron a publicar los resultados preliminares sobre búsquedas de una nueva física más allá del Modelo Estándar en las colisiones protón-protón.<ref name="CMS-XD">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2011|title=Search for Microscopic Black Hole Signatures at the Large Hadron Collider|journal=[[Physics Letters B]]|volume=697|issue=5|pages=434–453|arxiv=1012.3375|bibcode= 2011PhLB..697..434C|doi=10.1016/j.physletb.2011.02.032}}</ref><ref name="CMS-SUSY">{{cite journal|author=V. Khachatryan ''et al.'' (CMS collaboration)|year=2011|title=Search for Supersymmetry in pp Collisions at 7 TeV in Events with Jets and Missing Transverse Energy|journal=[[Physics Letters B]]|volume=698|issue=3|pages=196–218|arxiv=1101.1628|bibcode=2011PhLB..698..196C|doi=10.1016/j.physletb.2011.03.021}}</ref><ref name="ATLAS-SUSY1">{{cite journal|author=G. Aad ''et al.'' ([[ATLAS experiment|ATLAS collaboration]])|year=2011|title=Search for supersymmetry using final states with one lepton, jets, and missing transverse momentum with the ATLAS detector in {{radical|s}}&nbsp;=&nbsp;7 TeV pp|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=106|issue=13|pages=131802|arxiv=1102.2357|bibcode= 2011PhRvL.106m1802A|doi=10.1103/PhysRevLett.106.131802|pmid=21517374}}</ref><ref name="ATLAS-SUSY2">{{cite journal|author=G. Aad ''et al.'' ([[ATLAS experiment|ATLAS collaboration]])|year=2011|title=Search for squarks and gluinos using final states with jets and missing transverse momentum with the ATLAS detector in {{radical|s}}&nbsp;=&nbsp;7 TeV proton-proton collisions|journal=[[Physics Letters B]]|volume=701|issue=2|pages=186–203|arxiv=1102.5290|bibcode= 2011PhLB..701..186A|doi=10.1016/j.physletb.2011.05.061}}</ref> No se detectó evidencia de nuevas partículas en los datos recopilados en 2010. Como resultado, se establecieron límites en el espacio de parámetros permitido de varias extensiones del Modelo estándar, como los modelos con grandes dimensiones adicionales o versiones restringidas del Modelo estándar supersimétrico mínimo y otros. <ref>Chalmers, M. [http://physicsworld.com/cws/article/indepth/44805 Reality check at the LHC], [http://physicsworld.com/ physicsworld.com], Jan 18, 2011</ref><ref>McAlpine, K. [http://physicsworld.com/cws/article/news/45182 Will the LHC find supersymmetry?] {{Wayback|url=http://physicsworld.com/cws/article/news/45182 |date=20110225101256 }}, [http://physicsworld.com/ physicsworld.com], Feb 22, 2011</ref><ref>{{cite journal|author=Geoff Brumfiel|year=2011|title=Beautiful theory collides with smashing particle data|journal=[[Nature (journal)|Nature]]|volume=471|issue=7336|pages=13–14|bibcode=2011Natur.471...13B|doi=10.1038/471013a|pmid=21368793}}</ref>

El 24 de mayo de 2011, se informó que el plasma quark-gluón (la materia más densa que se cree que existe además de los agujeros negros) había podido ser creado finalmente en el LHC.<ref name="plasma">{{cita web|url=http://news.nationalgeographic.com/news/2011/05/110524-densest-matter-created-lhc-alice-big-bang-space-science/|título=Densest Matter Created in Big-Bang Machine|nombre=Ker|apellidos=Than|obra=[[National Geographic (revista)|National Geographic]]|fecha=26 de mayo de 2011|idioma=en}}</ref>

[[Archivo:BosonFusion-Higgs.svg|thumb|right|350px|Un [[diagrama de Feynman]] de una forma en que el [[bosón de Higgs]] se puede producir en el LHC. Aquí, dos quarks emiten cada uno un [[Bosones W y Z|bosón W]] (o Z), que se combinan para formar un [[bosón de Higgs]] neutro que termina por desaparecer en millónesimas de segundo, dado que se trata únicamente de una perturbación temporal en el [[campo de Higgs]], pero suficiente para poder ser registrado en los detectores y poder ser medida su masa. A su vez, una vez extinguido el consiguiente bosón tras una millonésima de fracción de segundo, se obtiene como producto final estable dos [[Fotón|fotones]], en vez de reconstituir ambos quarks iniciales, con una conservación idéntica a la energía del comienzo.]]

Entre julio y agosto de 2011, los resultados de las búsquedas del bosón de Higgs y de otras partículas exóticas, basados en los datos recopilados durante la primera mitad de la carrera de 2011, se presentaron en varias conferencias en [[Grenoble]]<ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2011/07/lhc-experiments-present-their-latest-results-europhysics-conference-high|title=LHC experiments present their latest results at Europhysics Conference on High Energy Physics|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=21 de julio de 2011|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> y [[Bombay]].<ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2011/08/lhc-experiments-present-latest-results-mumbai-conference|title=LHC experiments present latest results at Mumbai conference|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=22 de agosto de 2011|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref> En la última conferencia se informó que, a pesar de los indicios de una señal del bosón de Higgs en datos anteriores, los detectores ATLAS y CMS excluyen (con un nivel de confianza del 95% utilizando el método CL) la existencia de un bosón de Higgs con las propiedades predichas por el Modelo Estándar sobre la mayor parte de la región con una masa entre 145 y 466 GeV.<ref>{{cite news|author=Pallab Ghosh|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-14596367|title=Higgs boson range narrows at European collider|publisher=BBC News|date=22 de agosto de 2011}}</ref> Las búsquedas de nuevas partículas tampoco produjeron señales, lo que permitió restringir aún más el espacio de parámetros de varias extensiones del Modelo Estándar, incluyendo sus extensiones supersimétricas.<ref>{{cite news|author=Pallab Ghosh|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-14680570|title=LHC results put supersymmetry theory 'on the spot'|publisher=BBC News|date=27 de agosto de 2011}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.symmetrymagazine.org/breaking/2011/08/29/lhcb-experiment-sees-standard-model-physics/|title=LHCb experiment sees Standard Model physics|publisher=SLAC/Fermilab|website=Symmetry Magazine|date=29 de agosto de 2011|accessdate=1 de septiembre de 2011}}</ref>

El 13 de diciembre de 2011, el CERN informó que el bosón de Higgs predicho por el Modelo Estándar, si existía, era más probable que tuviera una masa restringida en el rango de 115–130 GeV. Tanto los detectores CMS como ATLAS también habían mostrado picos de intensidad en el rango de 124-125 GeV consistentes con el ruido de fondo o con la observación del bosón de Higgs.<ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2011/12/atlas-and-cms-experiments-present-higgs-search-status|title=ATLAS and CMS experiments present Higgs search status|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=13 de diciembre de 2011|accessdate=13 de noviembre de 2016}}</ref>

El 22 de diciembre de 2011, se informó que se había observado una nueva partícula compuesta: el estado del [[Quarkonio|bottomonio]] χ b (3P).<ref name="dec 2011 particle">{{cita noticia|nombre=Jonathan|apellidos=Amos|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-16301908|título=LHC reports discovery of its first new particle|obra=[[BBC News]]|fecha=22 de diciembre de 2011|idioma=en}}</ref>

El 4 de julio de 2012, los equipos de CMS y ATLAS anunciaron el descubrimiento de un bosón en la región de masas alrededor de 125–126 GeV, con un valor estadístico al nivel de 5 sigma cada uno. Esto cumple con el nivel formal requerido para anunciar una nueva partícula. Las propiedades observadas fueron consistentes con el bosón de Higgs, pero los científicos fueron cautelosos en cuanto a si se identificaba formalmente como el bosón de Higgs, en espera de un análisis adicional.<ref name=cern1207>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2012/07/cern-experiments-observe-particle-consistent-long-sought-higgs-boson|title=CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=4 de julio de 2012|accessdate=9 de noviembre de 2016 }}</ref> El 14 de marzo de 2013, el CERN anunció finalmente la confirmación de que la partícula observada era de hecho el bosón de Higgs que anteriormente se había predicho.<ref>{{cite web|date=14 de marzo de 2013|title=Now confident: CERN physicists say new particle is Higgs boson (Update 3)|url=https://phys.org/news/2013-03-confident-cern-physicists-higgs-boson.html|publisher=Phys Org|accessdate=4 de diciembre de 2019}}</ref>

El 8 de noviembre de 2012, el equipo de LHCb informó sobre un experimento visto como una prueba "esencial" de las teorías de la [[supersimetría]] en física,<ref name="LCHb Nov 2012">{{cita noticia|apellidos=Ghosh|nombre=Pallab|título=Popular physics theory running out of hiding places|url=https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-20300100|fechaacceso=14 de noviembre de 2012|obra=[[BBC News]]|fecha=12 de noviembre de 2012}}</ref> midiendo la rarísima decadencia de un mesón en dos [[Muon|muones]]. Los resultados, que coinciden con los pronosticados por el Modelo Estándar no supersimétrico (en lugar de las predicciones de muchas ramas de la supersimetría), muestran que las desintegraciones son menos comunes que en algunas formas de predicción de la supersimetría, aunque aún podrían coincidir con las predicciones de otras versiones de la teoría de la supersimetría. Se explica que los resultados, tal como fueron analizados inicialmente, no son suficientes, pero tienen un nivel de significación relativamente alto de hasta 3,5 sigma.<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRevLett.110.021801| pmid=23383888| bibcode=2013PhRvL.110b1801A| volume=110| issue=2| title=First Evidence for the Decay <math>B_s^0\rightarrow\mu^+\mu^-</math>|author=LHCb Collaboration|page=021801|date=7 de enero de 2013| journal=Physical Review Letters| arxiv=1211.2674 }}</ref> El resultado fue confirmado más tarde mediante la colaboración del CMS.<ref name="cmsbsmumu">{{cite journal|author=CMS collaboration|date=5 de septiembre de 2013|title= Measurement of the <math>B_s^0\rightarrow\mu^+\mu^-</math> Branching Fraction and Search for <math>B^0\rightarrow\mu^+\mu^-</math> with the CMS Experiment|journal= Physical Review Letters|volume= 111|issue= 10|page= 101804|doi=10.1103/PhysRevLett.111.101804 |arxiv = 1307.5025|bibcode = 2013PhRvL.111j1804C|pmid=25166654}}</ref>

En agosto de 2013, el equipo del LHCb reveló una anomalía en la distribución angular de los productos de descomposición del mesón B que el Modelo estándar no podía predecir. Esta anomalía tenía una certeza estadística de 4,5 sigma, justo por debajo de 5 sigma que era necesario para ser reconocido oficialmente como un descubrimiento. Se desconoce cuál es la causa de esta anomalía, aunque se ha sugerido que el bosón Z' puede ser un posible candidato como origen del mismo.<ref name="newphysics">{{cite web|url=http://news.discovery.com/space/hints-of-new-physics-detected-in-the-lhc-130802.htm|title=Hints of New Physics Detected in the LHC?|date=10 de mayo de 2017}}</ref>

El 19 de noviembre de 2014, el experimento LHCb anunció el descubrimiento de dos nuevas partículas subatómicas pesadas, 
Ξ ' -
b y
Ξ ∗ -
b . Ambos son bariones que se componen de tres quarks: un [[Cuark fondo|quark bottom]], un [[Cuark abajo|quark down]] y un [[Cuark extraño|quark strange]]. Son estados excitados de fondo del conocido como [[barión|Barión Xi]].<ref>[http://www.cbc.ca/news/technology/new-subatomic-particles-predicted-by-canadians-found-at-cern-1.2840199 New subatomic particles predicted by Canadians found at CERN], 19 November 2014</ref><ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2014/11/lhcb-experiment-observes-two-new-baryon-particles-never-seen|title=LHCb experiment observes two new baryon particles never seen before|date=19 Nov 2014|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|access-date=19 de noviembre de 2014}}</ref>

La colaboración de LHCb ha observado múltiples hadrones exóticos, posiblemente [[Pentaquark|pentaquarks]] o [[Tetraquark|tetraquarks]], entre los datos obtenidos en el desarrollo de la Fase 1. El 4 de abril de 2014, la colaboración confirmó la existencia del candidato al [[tetraquark]] Z (4430) con una probabilidad de más de 13,9 sigma.<ref>{{cite web|first=Cian|last=O'Luanaigh|date=9 Apr 2014|title=LHCb confirms existence of exotic hadrons|url=http://home.web.cern.ch/about/updates/2014/04/lhcb-confirms-existence-exotic-hadrons|publisher=CERN|accessdate=4 de abril de 2016}}</ref><ref name="LHCb">{{cite journal|url=|title=Observation of the resonant character of the Z(4430)− state|apellidos=|nombre=|date=4 de junio de 2014|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=112|issue=21|pages=222002|fechaacceso=|bibcode=2014PhRvL.112v2002A|doi=10.1103/PhysRevLett.112.222002|pmid=24949760|display-authors=etal|arxiv=1404.1903|last=Aaij|collaboration=|first=R.}}</ref> El 13 de julio de 2015, se informaron resultados consistentes con los estados del [[pentaquark]] en la descomposición de los bariones Lambda inferiores (Λ 0 b). <ref name="LHCb2015">{{cite journal|url=|title=Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ{{su|p=0|b=b}}→J/ψK<sup>−</sup>p decays|apellidos=|nombre=|date=12 de agosto de 2015|journal=[[Physical Review Letters]]|volume=115|issue=7|pages=072001|fechaacceso=|bibcode=2015PhRvL.115g2001A|doi=10.1103/PhysRevLett.115.072001|pmid=26317714|display-authors=etal|arxiv=1507.03414|last=Aaij|collaboration=|first=R.}}</ref><ref>{{cite press|url=http://press.cern/press-releases/2015/07/cerns-lhcb-experiment-reports-observation-exotic-pentaquark-particles|title=CERN’s LHCb experiment reports observation of exotic pentaquark particles|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=28 de agosto de 2015}}</ref><ref>{{cite news|last=Rincon|first=Paul|url=https://www.bbc.com/news/science-environment-33517492|title=Large Hadron Collider discovers new pentaquark particle|work=BBC News|date=1 de julio de 2015|accessdate=14 de julio de 2015 }}</ref>

El 28 de junio de 2016, se anunció la existencia de cuatro partículas de tipo tetraquark que se descomponen en un mesón J / ψ y φ, solo una de las cuales estaba predicha y bien establecida con anterioridad (X (4274), X (4500) y X (4700) y X (4140) ).<ref>{{cite journal|url=|title=Observation of J/ψφ structures consistent with exotic states from amplitude analysis of B<sup>+</sup>→J/ψφK<sup>+</sup> decays|apellidos=|nombre=|fecha=|journal=Physical Review Letters|volume=118|issue=2|pages=022003|fechaacceso=|bibcode=2017PhRvL.118b2003A|doi=10.1103/PhysRevLett.118.022003|pmid=28128595|year=2017|display-authors=etal|first=R.|arxiv=1606.07895|collaboration=|last=Aaij}}</ref><ref>{{cite journal|url=|title=Amplitude analysis of B<sup>+</sup>→J/ψφK<sup>+</sup> decays|apellidos=|nombre=|fecha=|journal=Physical Review D|volume=95|issue=1|pages=012002|fechaacceso=|bibcode=2017PhRvD..95a2002A|doi=10.1103/PhysRevD.95.012002|pmid=|year=2017|display-authors=etal|first=R.|arxiv=1606.07898|collaboration=|last=Aaij}}</ref>

En diciembre de 2016, el detector ATLAS permitió presentar una medición de la masa del [[Bosones W y Z|bosón W]] investigando la precisión de los análisis realizados en el [[Tevatrón|Tevatron]].<ref name="wmass">{{cite web|url=http://atlas.cern/updates/physics-briefing/measuring-w-boson-mass|title=ATLAS releases first measurement of the W mass using LHC data|date=13 de diciembre de 2016|accessdate=27 de enero de 2017}}</ref>

=== Segunda Fase (2015-2018) ===

En la conferencia EPS-HEP en julio de 2015, los investigadores presentaron las primeras medidas de sección transversal obtenidas gracias a varias partículas con las energías de colisión más altas conseguidas hasta ese momento.

El 15 de diciembre de 2015, los experimentos ATLAS y CMS informaron de una serie de resultados preliminares para búsquedas concretas de física elemental de partículas, supersimetría (SUSY) de Higgs y búsquedas exóticas utilizando datos de colisión de protones de 13 TeV. Ambos experimentos vieron un exceso moderado alrededor de 750 GeV en el espectro de [[masa invariante]] de dos [[fotón|fotones]],<ref name="NYT-20151215">{{cite news|last =Overbye|first=Dennis|authorlink=Dennis Overbye|title=Physicists in Europe Find Tantalizing Hints of a Mysterious New Particle|url=https://www.nytimes.com/2015/12/16/science/physicists-in-europe-find-tantalizing-hints-of-a-mysterious-new-particle.html|date=15 de diciembre de 2015|work=[[New York Times]]|accessdate=15 de diciembre de 2015 }}</ref><ref name="CMS-750GeV">{{cite web|author=CMS Collaboration|title=Search for new physics in high mass diphoton events in proton-proton collisions at 13 TeV|url=http://cms-results.web.cern.ch/cms-results/public-results/preliminary-results/EXO-15-004/index.html|date=15 de diciembre de 2015|website=[[Compact Muon Solenoid]]|accessdate=2 de enero de 2016 }}</ref><ref name="ATLAS-750GeV">{{cite web|title=Search for resonances decaying to photon pairs in 3.2 fb-1 of pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector|url=http://cdsweb.cern.ch/record/2114853/files/ATLAS-CONF-2015-081.pdf|date=15 de diciembre de 2015|author=ATLAS Collaboration|accessdate=2 de enero de 2016|author-link=ATLAS Collaboration }}</ref> pero los experimentos no confirmaron la existencia de la partícula hipotética en un informe de agosto de 2016.<ref>{{cite web|url=https://cds.cern.ch/record/2205245/files/EXO-16-027-pas.pdf|title=CMS Physics Analysis Summary|author=CMS Collaboration|publisher=CERN|access-date=4 de agosto de 2016}}</ref><ref name="NYT-20160805">{{cite news|last=Overbye|first=Dennis|authorlink=Dennis Overbye|title=The Particle That Wasn't|url=https://www.nytimes.com/2016/08/05/science/cern-large-hadron-collider-particle.html|date=5 de agosto de 2016|work=[[New York Times]]|accessdate=5 de agosto de 2016 }}</ref><ref>{{cite press|url=https://press.cern/press-releases/2016/08/chicago-sees-floods-lhc-data-and-new-results-ichep-2016-conference|title=Chicago sees floods of LHC data and new results at the ICHEP 2016 conference|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|date=5 de agosto de 2015|accessdate=5 de agosto de 2015}}</ref>

En julio de 2017, se mostraron muchos análisis basados en el gran conjunto de datos recopilados en 2016. Las propiedades del bosón de Higgs se estudiaron con más detalle y se mejoró la precisión de muchos otros resultados.<ref name="CERN_EPS2017">{{cite press|url=https://press.cern/update/2017/07/lhc-experiments-delve-deeper-precision|title=LHC experiments delve deeper into precision|date=11 de julio de 2017|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=23 de julio de 2017|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20170714090456/http://press.cern/update/2017/07/lhc-experiments-delve-deeper-precision|fechaarchivo=14 de julio de 2017}}</ref>

El 18 de mayo de 2022, con los datos obtenidos durante estos últimos cuatro años de la Segunda Fase de funcionamiento, el [[CERN]] ha publicado en la revista ''[[Nature]]'' que, por fin, se ha podido constatar la observación directa del [[efecto del cono muerto]] en [[cromodinámica cuántica]]. Además, a través de este experimento, será posible aproximarse a fijar con mucha mayor precisión la masa real del [[quark charm]] (o quark encantado). Según el artículo de ''Nature'', en los experimentos con colisionadores de partículas, en las interacciones de las partículas elementales con una gran transferencia de cantidad de movimiento se producen [[quark]]s y [[gluon]]es (conocidos como [[parton]]es) cuya evolución se rige por la [[fuerza fuerte]], tal como se describe en la teoría de la cromodinámica cuántica ([[Cromodinámica cuántica|QCD]]). Estos partones posteriormente emiten más partones en un proceso que puede describirse como una lluvia de partones, que culmina en la formación de [[hadron]]es detectables ([[Protón|protones]], [[Neutrón|neutrones]], [[Pion|piones]], etc.). Se esperaba que este patrón dependiera de la masa del partón inicial, a través de un fenómeno conocido como ''efecto del cono muerto'', que predecía una supresión en forma de cono del espectro de gluones emitido por un quark pesado de masa '''mQ''' y energía '''E''', dentro de un cono de tamaño angular '''''m''<sub>Q</sub>/''E''''''', alrededor del emisor. Aunque formulada la teoría que predecía el efecto del cono muerto hace más de 30 años atrás, anteriormente no había sido posible una observación directa debido al desafío de reconstruir la lluvia de los quarks y gluones en cascada a partir de los hadrones producidos experimentalmente. Ahora, el [[Organización Europea para la Investigación Nuclear|CERN]], gracias al detector [[ALICE]], ha permitido la observación directa del efecto del cono muerto predicho por la [[cromodinámica cuántica]] mediante el uso de nuevas técnicas iterativas de desagrupamiento para reconstruir la lluvia de partones, en concreto del [[Cuark encantado|quark charm]]. Además, la medición del ángulo del cono muerto constituye una observación experimental directa de una masa distinta de cero del quark charm, que era una constante fundamental ya predicha en el [[modelo estándar de la física de partículas]].<ref name="Direct observation of the dead-cone effect in quantum chromodynamics">{{cite press|url=https://www.nature.com/articles/s41586-022-04572-w|title=Direct observation of the dead-cone effect in quantum chromodynamics|date=18 de mayo de 2022|website=Nature|publisher=ALICE - CERN collaboration|accessdate=23 de mayo de 2022|página=440-446|número=605|año=2022|idioma=inglés}}</ref> La representación gráfica en detalle de todo el proceso antes mencionado puede verse en una de las ilustraciones publicadas por el CERN en la citada revista científica.<ref name="Fig. 1: Reconstruction of the showering quark.">{{cite press|url=https://www.nature.com/articles/s41586-022-04572-w/figures/1|title=Reconstruction of the showering quark.|date=18 de mayo de 2022|website=Nature|publisher=ALICE - CERN collaboration|accessdate=23 de mayo de 2022|página=440-446|número=605|año=2022|idioma=inglés}}</ref>

Aunque se ha anunciado una vez iniciada la tercera puesta en marcha del LHC, entre los descubrimientos realizados antes de finalizar la Segunda Fase y que han sido publicados con fecha 5 de julio de 2022, el Centro Europeo de Física de Partículas ([[CERN]]) ha añadido tres nuevos miembros "exóticos" a la lista de partículas compuestas ya descubiertas con anterioridad y de las que se presuponía su existencia, si bien no existía confirmación oficial de las mismas hasta la verificación de los datos recogidos por un equipo internacional que ha estudiado los resultados almacenados y analizados gracias al detector [[LHCb]]. En este caso, se trata de un nuevo tipo posible de [[pentaquark]] y un par nuevo de [[tetraquark]]s, de uno de los cuales ni siquiera se presuponía su existencia teórica.<ref name="El CERN anuncia el descubrimiento de tres nuevas partículas exóticas">{{cite press|url=https://www.elcorreo.com/sociedad/ciencia/cern-descubrimiento-particulas-exoticas-20220705185337-nt.html|title=El CERN anuncia el descubrimiento de tres nuevas partículas exóticas|date=5 de julio de 2022|accessdate=7 de julio de 2022|año=2022|idioma=español}}</ref> Estos nuevos [[hadron]]es exóticos (recordemos que hadrón es todo partícula compuesta por [[quark]]s, como, por ejemplo, los [[proton]]es o [[neutron]]es, que constan de tres quarks y que componen los núcleos atómicos estables), pueden formarse por la unión de varios quarks y [[antiquark]]s de los posibles diferentes "sabores" posibles (up, down, charm, strange, top y bottom). Hasta ahora se conocen [[meson]]es (formados por un determinado tipo de quark y su antipartícula correspondiente, dando lugar a los [[pion]]es), triquarks estables (como los mencionados protones y neutrones, que sólo se pueden formar mediante quarks up y down y que conforman los [[barion]]es, que es como se designa a los hadrones que a su vez son [[Fermión|fermiones]]), y hadrones exóticos tetraquarks y pentaquarks. Si bien ya se conocía la existencia teórica de tetraquarks y de pentaquarks desde hace muchos años atrás, son mucho más escurridizos, más complejos de formarse durante el proceso de la colisiones dentro de los detectores y más difíciles de verificar y de detectar como partículas compuestas dada su corta existencia, debido a que se desintegran en millonésimas de segundo, por su inestabilidad intrínseca, en otras partículas individuales más ligeras. De hecho, todavía hay físicos que dudan de su existencia real y piensan que son formas inestables de transición entre los hadrones estables y sus posibles formaciones o desintegraciones. Para más información detallada sobre esta discusión teórica, léanse los artículos sobre los [[pion]]es, los [[tetraquark]]s y los [[pentaquark]]s.

=== Tercera fase (2022- ) ===

Inicio de la gran puesta en marcha prevista en 2022. El acelerador está ya funcionando y preparado para alcanzar energías de 6,8 TeV por haz, que suman un total de 13,6 TeV de energía en cada colisión. Además, la mejora y rediseño de los detectores [[ATLAS]], [[Experimento CMS|CMS]], [[LHCb]] y [[ALICE]] permitirá detectar un número mucho mayor de colisiones entre protones y los subproductos generados, buscando, entre otros objetivos, explicar cómo el campo de Higgs puede explicar la masa resultante de las partículas materiales que componen la conocida como 2ª Generación (los [[quark]]s encantado y extraño, el [[muon]] y el [[neutrino]] muónico). Al margen, entre otros objetivos, se espera que con el incremento en la potencia de las colisiones se pueda obtener resultados sobre qué partículas componen la [[materia oscura]], la discrepancia observada entre la predicción teórica de la [[masa]] del [[Bosones W y Z|bosón W]] y la calculada recientemente por el [[Tevatrón]], que discrepa de la teoría predicha por la [[física de partículas]], así como el descubrimiento de posibles nuevas partículas que permitan un mejor entendimiento del modelo estándar o de la necesidad de modificarlo en el intento de buscar una nueva física teórica que se ajuste mejor a los resultados prácticos que difieren de las predicciones.

Desde su nueva puesta en marcha el 5 de julio de 2022 se están estudiando las medidas del decaimiento del bosón de Higgs hacia partículas de segunda generación como los muones. Esto será un resultado enteramente nuevo en la saga del bosón de Higgs, confirmando por primera vez que las partículas de segunda generación como son los [[quark]]s encantado y extraño, el [[muón]] y el [[neutrino]] muónico también obtienen masa a través del mecanismo de Higgs. Al margen, entre otros objetivos, se espera que con el incremento en la potencia de las colisiones se pueda obtener resultados sobre qué partículas componen la [[materia oscura]], la discrepancia observada entre la predicción teórica de la masa del [[bosón]] W y la calculada recientemente por el [[Tevatrón]], que discrepa de la teoría predicha por la [[física de partículas]], así como el descubrimiento de posibles nuevas partículas que permitan un mejor entendimiento del modelo estándar o de la necesidad de modificarlo en el intento de buscar nueva física teórica.

El 18 de diciembre de 2022 ha permitido descartar definitivamente la supuesta anomalía del [[mesón B]], "descubierta" en 2014, que llegó en su momento a alcanzar un nivel de 3 sigma. Los últimos experimentos en el colisionador [[LHCb]] han permitido establecer que, en realidad, los [[electron]]es y los [[muon]]es sí se producen al mismo ritmo, exactamente como predecía en principio el [[Modelo estándar de la física de partículas]]. El físico Renato Quagliani anunció durante un seminario que el LHCb confirmaba mediante dos estudios prepublicados en [[arXiv]] de la [[Universidad de Cornell]] <ref name="Sin_nombre-1_5aR-1"/> <ref name="Sin_nombre-1_5aR-2"/>que no existía discrepancia alguna entre la producción de electrones y muones, lo cual invalida definitivamente la anomalía predicha desde 2014. Es un paso más que consolida si cabe más todavía la física oficialmente predicha matemáticamente por el Modelo Estándar y, de algún modo, retrasa el descubrimiento de una nueva Física que explique fenómenos aún no conocidos.

El 21 de diciembre de 2022, el detector [[LHCb]] del Gran Colisionador de Hadrones del CERN confirma la universalidad leptónica del modelo estándar en las desintegraciones de los [[quark bottom|quarks bottom]] gracias a que se han mejorado las técnicas de identificación de partículas para lograr una señal más pura (en análisis previos algunos [[hadron]]es se pudieron identificar de forma errónea como [[electron]]es). Además se ha usado una nueva estimación de los sucesos de fondo (''background'') que mejora la sensibilidad a los [[lepton]]es por unidad de luminosidad.<ref name="Sin_nombre-1_5aR-3"/> Esto supone reafirmar aún más la fortaleza actual del [[Modelo estándar de la física de partículas]] después de 50 años, cuando los resultados obtenidos por los experimentos coinciden perfectamente en la práctica con la masa predicha hace mucho tiempo por la teoría para el quark bottom.

El 24 de marzo de 2023, en la conferencia Moriond se presentaron dos colaboraciones de los detectores [[ATLAS]] y [[Experimento CMS|CMS]] del CERN en los que se puede afirmar ya con total certidumbre que en las colisiones habituales se pueden producir simultáneamente juntos cuatro [[Cuark cima|quarks top]]. La observación de ATLAS con 6,1 sigma y de CMS con 5,5 sigma (ambas más altas que las inicialmente previstas y muy por encima del nivel requerido) permiten asegurar la existencia de este fenómeno. Hay una variedad de formas de producir un quark top: comúnmente, se observan en pares de quarks y antiquarks, y ocasionalmente solos. De acuerdo con la teoría del [[Modelo estándar de la física de partículas]], se pueden producir cuatro quarks top, que consisten en dos pares de quarks top-antiquarks top, simultáneamente. Sin embargo, se había previsto que la tasa de producción fuera 70.000 veces menor que la de los pares top quark-antiquark top, lo que hace que la producción de cuatro quarks top sea difícil de alcanzar y de detectar. ATLAS había encontrado previamente pruebas de este fenómeno en 2020 y 2021, y CMS en 2022. Cada quark top se descompone en un [[Bosones W y Z|bosón W]] y un [[Cuark fondo|quark bottom]]. El bosón W puede entonces decaer en un [[leptón]] cargado y en un [[neutrino]] o en un par quark-antiquark. Esto significa que la firma de los eventos de cuatro quarks top puede ser muy variada. Para ayudar a buscar estos eventos, tanto ATLAS como CMS utilizaron técnicas novedosas de aprendizaje automático para construir los algoritmos que seleccionan eventos que pueden ser candidatos reales. El proceso, hallado ya inicialmente durante la Segunda Fase se ha confirmado ahora en la Tercera Fase y se seguirá investigando intensivamente.<ref>{{Cite web|url=https://www.home.cern/news/news/physics/atlas-and-cms-observe-simultaneous-production-four-top-quarks|title=ATLAS y CMS observan la producción simultánea de cuatro quarks top|date=24 de marzo de 2023}}</ref>

Igualmente, el 24 de marzo de 2023, se hizo público a través de la revista [[ArXiv|Arxiv]], publicada por la [[Universidad Cornell|Universidad de Cornell]], la primera observación directa fiable y verificada (por encima de 16 sigma) de [[Neutrino|neutrinos]] muónicos colisionando con el pequeño detector FASER en el LHC. Estos neutrinos y antineutrinos, con una energía en torno a 200 GeV, son la primera detección verificada entre los cientos de millones de eventos recogidos desde 2021 durante la Segunda Fase en la colisión entre protones analizados en el detector ATLAS, lo que significa que son con total seguridad los primeros neutrinos detectados producidos artificialmente de forma controlada (y no de fuentes externas ajenas al colisionador de hadrones del CERN).<ref>{{Cite web|url=https://arxiv.org/abs/2303.14185#|title=First Direct Observation of Collider Neutrinos with FASER at the LHC|date=24 de marzo de 2023}}</ref>

El [[Cuark cima|quark top]] se descubrió hace casi 30 años en el colisionador [[Tevatrón|Tevatron]] midiendo una débil señal de producción de pares top-antitop (''ttbar'') en colisiones protón-antiprotón. Hoy en día, ''ttbar'' ya no es una señal infrecuente y el LHC produjo más de 200 millones de pares ''ttbar'' durante la Segunda Fase del LHC (2015-2018). En cambio, los investigadores del experimento [[ATLAS]] se están centrando en señales mucho más raras, como la producción de pares de quarks top junto con un [[Bosones W y Z|bosón W <sup>±</sup>]] (''ttW''). Este proceso representa solo 1 de cada 1 000 eventos ''ttbar''. Además de ser interesante por derecho propio, la producción de ''ttW'' es un importante proceso de fondo en varios análisis clave de ATLAS, incluida la producción de pares quark top con un [[bosón de Higgs]] (''ttH'', que investiga la relación entre estas partículas pesadas) y la producción simultánea de cuatro quarks top (lo que ofrece una ventana a la física potencial más allá del [[Modelo estándar de la física de partículas|modelo estándar]]). Curiosamente, todas las mediciones de la tasa ''ttW'' inclusiva (o sección transversal ) realizadas por ATLAS y [[Experimento CMS|CMS]] han mostrado una sobreabundancia de datos en comparación con las predicciones teóricas. Si bien una comprensión completa de la tensión ''ttW'' hasta ahora ha eludido a los físicos, ofrece un banco de pruebas útil para los efectos sutiles que surgen de la [[cromodinámica cuántica]] (que describe las interacciones que unen a los quarks). Los quarks top pueden decaer en [[Leptón|leptones]], que tienden a alejarse del punto de colisión preferentemente en la dirección del haz de protones entrante (asimetría leptónica). A pesar de las abundantes tasas de ''ttbar'', medir la asimetría leptónica en el LHC es un gran desafío debido a la simetría de las colisiones protón-protón. Sin embargo, los estudios de ''ttW'' brindan la oportunidad de hacer precisamente eso, ya que esta asimetría se ve reforzada por la producción del bosón W junto con el par ''ttbar''.<ref name="Sin_nombre-20230526121534"/>

Los detectores ATLAS y CMS han informado el 22 de mayo de 2023 cómo se unieron para encontrar la primera evidencia del extraño proceso en el que el [[bosón de Higgs]] se descompone en un [[bosón Z]] y un [[fotón]], en vez de dos fotones. El modelo estándar predice que debido a la masa del bosón de Higgs hay una probabilidad del 0,15 % de que este bosón se descompondrá en un bosón Z y un [[fotón]]. Sin embargo, durante la Segunda Fase de funcionamiento (2015-2018) las colisiones permitieron obtener este tipo peculiar de desintegración del Higgs en el 6,6% de los casos, gracias a que se producían dos [[electron]]es o dos [[muon]]es durante el proceso casi infinitesimal de desintegración del Higgs, en vez de los fotones previstos.<ref name="">{{cite news| author=ATLAS y CMS Experiments| url=https://home.cern/news/news/physics/lhc-experiments-see-first-evidence-rare-higgs-boson-decay | title=Los experimentos del LHC ven la primera evidencia de una rara descomposición del bosón de Higgs | date=22 May 2023}}</ref> El resultado tiene aún una significación de 3,4 sigma, que está por debajo del requisito de 5 desviaciones sigma para verificar una observación como cierta, pero de ello se deduce que hay un proceso que no coincide con el [[Modelo estándar de la física de partículas]] y debe ser analizado en profundidad por sus implicaciones en una "nueva" Física, sobre todo teniendo en cuenta que el campo de Higgs da masa a todas las partículas, incluyendo el mismo bosón en sí.

A la 01:00:17 del día 17 de julio de 2023 los haces del LHC se interrumpieron debido a un enclavamiento de [[radiofrecuencia]] causado por una perturbación eléctrica debida a la caída de un árbol sobre una de las líneas de [[Alta tensión eléctrica|alta tensión]] que abastecen el complejo. Aproximadamente 300 milisegundos después varios imanes superconductores se apagaron, perdiendo su estado superconductor. Entre estos imanes se encontraban los imanes triples internos ubicados a la izquierda del Punto 8 ([[LHCb]]), que desempeñan un papel crucial en el enfoque de los haces para el experimento LHCb. En este caso particular, la perturbación eléctrica hizo que el sistema de protección de enfriamiento rápido (QPS) activara los calentadores de enfriamiento rápido de los imanes. Estos calentadores de extinción constan de una [[resistencia eléctrica]] incrustada en las bobinas magnéticas; están diseñados para calentarse rápidamente cuando se produce una extinción localizada en algún lugar del imán, con el fin de sacar todo el imán del estado superconductor de forma controlada y homogénea. Durante tal enfriamiento, el [[helio]] líquido en el imán se calienta y se convierte en un gas que el sistema criogénico recupera para volver a licuarlo, listo para enfriar los imanes nuevamente. Debido al calentamiento, el helio criogenizado se convirtió en helio gaseoso. Se estima que la reanudación del funcionamiento del LHC puede tardar un número considerable de semanas o meses. Un desafortunado accidente que interrumpe el corto tiempo de funcionamiento desde la puesta en marcha de esta Tercera Fase. <ref name="">{{cite news| author=ATLAS y CMS Experiments| url=https://www.home.cern/news/news/accelerators/accelerator-report-quench-lhc-inner-triplet-magnet-causes-small-leak-major | title=El apagado de un imán de triplete interno del LHC provoca una pequeña fuga con importantes consecuencias | date=17 Jul 2023}}</ref>

Según ha publicado el [[Organización Europea para la Investigación Nuclear|CERN]], con fecha 21 de julio de 2023, gracias a una mejor calibración instrumental y a la suma del conjunto de datos recogidos durante la 2ª Fase en funcionamiento del LHC (2015-2018) y, fundamentalmente, a las mejoras operacionales del detector [[ATLAS]], se ha podido precisar con mucha mayor certidumbre la [[masa]] del [[bosón de Higgs]] con una exactitud del <sup>±</sup> 0,09% de error, quedando establecida oficialmente en 125,11 [[Electronvoltio|GeV]]. <ref name="">{{cite news| author=ATLAS y CMS Experiments| url=https://home.cern/news/news/physics/atlas-sets-record-precision-higgs-bosons-mass | title=ATLAS establece precisión récord en la masa del bosón de Higgs | date=21 Jul 2023}}</ref>

== Actualización planificada de "alta luminosidad" ==

Después de algunos años de operatividad, cualquier experimento de física de partículas generalmente comienza a sufrir rendimientos decrecientes: a medida que los resultados clave que alcanza el dispositivo terminan por completarse y en los años posteriores de operaciones se descubren proporcionalmente menos descubrimientos que en los años anteriores. Una solución habitual es actualizar los dispositivos involucrados, aumentando la energía de colisión, la luminosidad o los detectores mejorados. Además de un posible aumento hasta 14 TeV en la energía de colisión. Una actualización de luminosidad del LHC, llamada el Gran Colisionador de Hadrones de Alta Luminosidad, comenzó en junio de 2018 lo cual aumentará el potencial del acelerador para nuevos descubrimientos en física a partir de 2027.<ref>{{cite web|url=https://home.cern/news/news/accelerators/new-schedule-lhc-and-its-successor|title=A new schedule for the LHC and its successor|date=13 de diciembre de 2019}}</ref> La actualización tiene como objetivo aumentar la luminosidad del conjunto en un factor de 10, hasta 1.035 <math>cm^{-2}s^{-1}</math> , brindando una mejor oportunidad de ver procesos poco comunes y mejorando las mediciones estadísticamente marginales.

== Seguridad en el proceso de colisionar partículas ==

Los experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones despertaron el temor de que las colisiones de partículas pudieran producir fenómenos del [[Juicio Final|día del juicio final]], que implican la producción de agujeros negros microscópicos estables o la creación de partículas hipotéticas llamadas "extrañas".<ref name="CosmicLog-2September2008">{{cite web|author=Alan Boyle|date=2 de septiembre de 2008|url=http://cosmiclog.nbcnews.com/_news/2008/09/02/4350490-courts-weigh-doomsday-claims|title=Courts weigh doomsday claims|website=Cosmic Log|publisher=[[MSNBC]]|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> Dos revisiones de seguridad encargadas por el CERN examinaron estas preocupaciones y concluyeron que los experimentos en el LHC no presentan ningún peligro y que no hay motivos para preocuparse,<ref name="2003SafetyReport">{{cite web|author1=J.-P. Blaizot|author2=J. Iliopoulos|author3=J. Madsen|author4=G.G. Ross|author5=P. Sonderegger|author6=H.-J. Specht|year=2003|url=http://cds.cern.ch/record/613175/files/CERN-2003-001.pdf|title=Study of Potentially Dangerous Events During Heavy-Ion Collisions at the LHC|publisher=CERN|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref><ref name="LSAGreport">{{cite journal|first1=J.|last1=Ellis|first2=G.|last2=Giudice|first3=M.L.|last3=Mangano|first4=T.|last4=Tkachev|first5=U.|last5=Wiedemann|year=2008|title=Review of the Safety of LHC Collisions|journal=[[Journal of Physics G]]|volume=35|issue=11|page=115004|arxiv=0806.3414|bibcode=2008JPhG...35k5004E|doi=10.1088/0954-3899/35/11/115004}}</ref><ref name=SummarySafety>{{cite press|year=2008|url=http://press.cern/backgrounders/safety-lhc|title=The safety of the LHC|website=Media and Press Relations|publisher=CERN|accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> una conclusión respaldada por la [[American Physical Society]].<ref name="APS-Statement">{{cite web|url=http://www.aps.org/units/dpf/governance/reports/upload/lhc_saftey_statement.pdf|title=Statement by the Executive Committee of the DPF on the Safety of Collisions at the Large Hadron Collider|author=[http://www.aps.org/units/dpf/ Division of Particles & Fields]|publisher=[[American Physical Society]]|accessdate=28 de septiembre de 2009|archiveurl=https://web.archive.org/web/20091024184048/http://www.aps.org/units/dpf/governance/reports/upload/lhc_saftey_statement.pdf|archivedate=24 de octubre de 2009 }}</ref>

Los informes también señalaron que las condiciones físicas y los eventos de colisión que existen en el LHC y experimentos similares ocurren de manera natural y rutinaria en el universo sin consecuencias peligrosas,<ref name="LSAGreport"/> incluyendo la entrada desde el espacio de rayos cósmicos de ultra alta energía que impactan en la Tierra con energías mucho más altas que los de cualquier colisionador artificial.

=== Alarmas sobre posibles catástrofes ===
Desde que se proyectó el Gran Colisionador Relativista de [[ion|Iones]] ([[Relativistic Heavy Ion Collider|RHIC]]), el estadounidense [[Walter Wanger|Walter Wagner]] y el español Luis Sancho<ref>[https://web.archive.org/web/20080625072051/http://www.adn.es/mundo/20080402/NWS-0306-LHC-probabilidad-laboratorio-extinguir-tierra.html www.adn.es, "El laboratorio LHC tiene un 75% de probabilidad de extinguir la Tierra"] ([[PDF]])</ref> denunciaron ante un tribunal de [[Hawái]] al [[CERN]] y al [[Gobierno de Estados Unidos]], afirmando que existe la posibilidad de que su funcionamiento desencadene procesos que, según ellos, serían capaces de provocar la destrucción de la [[Tierra]]. Sin embargo su postura es rechazada por la comunidad científica, ya que carece de cualquier respaldo científico que la apoye.

Los procesos catastróficos que denuncian son:<ref>Las teorías catastrofistas se publican y detallan en [http://www.cerntruth.com/ cerntruth.com]</ref>
* La formación de un [[agujero negro]] estable.
* La formación de [[materia extraña]] supermasiva, tan estable como la [[materia]] ordinaria.
* La formación de [[Monopolo magnético|monopolos magnéticos]] (previstos en la [[teoría de la relatividad]]) que pudieran catalizar el decaimiento del [[protón]].
* La activación de la [[Transición cuántica|transición]] a un estado de [[vacío cuántico]].
A este respecto, el [[CERN]] ha realizado estudios sobre la posibilidad de que se produzcan acontecimientos desastrosos como [[microagujero negro|microagujeros negros]]<ref>{{Cita web |url=http://prola.aps.org/abstract/PRL/v87/i16/e161602 |título=Dimopoulos, S. and Landsberg, G. ''Black Holes at the Large Hadron Collider.'' Phys. Rev. Lett. 87 (2001). |fechaacceso=7 de junio de 2007 |fechaarchivo=8 de diciembre de 2009 |urlarchivo=https://web.archive.org/web/20091208013218/http://prola.aps.org/abstract/PRL/v87/i16/e161602 |deadurl=yes }}</ref> inestables, redes, o disfunciones magnéticas.<ref>[http://doc.cern.ch/yellowrep/2003/2003-001/p1.pdf Blaizot, J.-P. ''et al.'' ''Study of Potentially Dangerous Events During Heavy-Ion Collisions at the LHC.''] {{Wayback|url=http://doc.cern.ch/yellowrep/2003/2003-001/p1.pdf |date=20080907004852 }} ([[PDF]])</ref> La conclusión de estos estudios es que "no se encuentran bases fundadas que conduzcan a estas amenazas".<ref>J. R. Ellis, [[Gian Francesco Giudice|G. F. Giudice]], M. L. Mangano, I. Tkachev, U. Wiedemann [http://lsag.web.cern.ch/lsag/LSAG-Report.pdf Revisión de la seguridad de las colisiones en el LHC. (en inglés)]</ref><ref>[http://environmental-impact.web.cern.ch/environmental-impact/Objects/LHCSafety/LSAGSummaryReport2008-es.pdf Resumen en castellano]</ref>

Resumiendo:
* En el hipotético caso de que se creara un [[agujero negro]], sería tan infinitamente pequeño que podría atravesar la Tierra sin tocar ni un solo [[átomo]], ya que el 95&nbsp;% de estos son espacios vacíos. Debido a esto, no podría crecer y alcanzaría el espacio exterior, donde su probabilidad de chocar contra algo y crecer, es aún más pequeña.
* El planeta Tierra está expuesto a fenómenos naturales similares o peores a los que serán producidos en el LHC.
* Los [[rayos cósmicos]] alcanzan continuamente la [[Tierra]] a velocidades (y por tanto [[energía]]s) enormes, incluso varios órdenes de magnitud mayores a las producidas en el LHC.
* El [[Sol]], debido a su tamaño, ha recibido 10 000 veces más.
* Considerando que todas las estrellas del universo visible reciben un número equivalente, se alcanzan unos 10<sup>31</sup> experimentos como el LHC y aún no se ha observado ningún evento como el postulado por Wagner y Sancho.

* Durante la operación del colisionador de iones pesados relativistas ([[RHIC]]) en [[Brookhaven National Laboratory|Brookhaven]] ([[EE.&nbsp;UU.]]) no se ha observado ni un solo [[strangelet]]. La producción de strangelets en el LHC es menos probable que el RHIC, y la experiencia en este acelerador ha validado el argumento de que no se pueden producir strangelets.

Estos argumentos no impidieron que hubiera revueltas e incluso un suicidio por temor al fin del mundo cuando [[LHC]] lanzó su primera partícula el 10 de septiembre de 2008.<ref>{{Cita noticia|título=Large Hadron Collider fears 'prompted Indian suicide'|url=https://www.telegraph.co.uk/news/worldnews/asia/india/2796536/Large-Hadron-Collider-fears-prompted-Indian-suicide.html|fecha=11 de septiembre de 2008|fechaacceso=23 de agosto de 2020|issn=0307-1235|idioma=en-GB}}</ref>

== Cultura popular ==

El Gran Colisionador de Hadrones ha obtenido una considerable atención fuera de la comunidad científica y su progreso es seguido por la mayoría de los medios científicos populares. El LHC también ha inspirado obras de ficción que incluye novelas, series de televisión, videojuegos y películas.

El ''Gran Hadron Rap,'' de la empleada del CERN Katherine McAlpine<ref>{{cite web|author=Katherine McAlpine|date=28 de julio de 2008|title=Large Hadron Rap| url=https://www.youtube.com/watch?v=j50ZssEojtM|publisher=[[YouTube]]| accessdate=8 de mayo de 2011
}}</ref>, superó los 7 millones de visitas en [[YouTube]].<ref name="Telegraph02/09/2008">{{cite news| author=Roger Highfield| date=6 de septiembre de 2008| title=Rap about world's largest science experiment becomes YouTube hit| url=https://www.telegraph.co.uk/earth/main.jhtml?xml=/earth/2008/08/26/scirap126.xml| work=[[Daily Telegraph]]| accessdate=28 de septiembre de 2009| location=London| author-link=Roger Highfield}}</ref><ref>{{cite web| author=Jennifer Bogo| date=1 de agosto de 2008| url=http://www.popularmechanics.com/blogs/science_news/4276090.html| title=Large Hadron Collider rap teaches particle physics in 4 minutes| website=[[Popular Mechanics]]| accessdate=28 de septiembre de 2009}}</ref> La banda [[Les Horribles Cernettes]] fue fundada por mujeres del CERN. El nombre fue elegido para tener las mismas iniciales que el LHC.<ref name="CernettesNYT">{{cite news| author=Malcolm W Brown|date=29 de diciembre de 1998| title=Physicists Discover Another Unifying Force: Doo-Wop| url=http://musiclub.web.cern.ch/MusiClub/bands/cernettes/Press/NYT.pdf| work=[[New York Times]]|accessdate=21 de septiembre de 2010}}</ref><ref name="CernettesWired">{{cite news| author=Heather McCabe| date=10 de febrero de 1999|title=Grrl Geeks Rock Out| url=http://musiclub.web.cern.ch/MusiClub/bands/cernettes/Press/Wired.pdf|work=[[Wired News]]|accessdate=21 de septiembre de 2010}}</ref>

''Las reparaciones más complejas del Mundo'' de [[National Geographic (canal de televisión)|National Geographic Channel]] de su temporada 2ª (2010), Episodio 6  'Atom Smasher' cuenta la sustitución de la última sección de imanes superconductores en la reparación del colisionador de enfriamiento después del incidente de 2008. El episodio incluye imágenes reales desde la instalación de reparación hasta el interior del colisionador y explicaciones de la función, la ingeniería y el propósito del LHC.<ref>{{Cite episode|title=Atom Smashers|url=http://natgeotv.com.au/tv/world%27s-toughest-fixes/episode.aspx?id=100|accessdate=15 de junio de 2014|series=World's Toughest Fixes|serieslink=World's Toughest Fixes|network=[[National Geographic Channel]]|season=2|number=6|archiveurl=https://web.archive.org/web/20140502010242/http://natgeotv.com.au/tv/world%27s-toughest-fixes/episode.aspx?id=100|archivedate=2 May 2014 }}</ref>

El Gran Colisionador de Hadrones fue el centro de atención de la película estudiantil ''Decay'' de 2012, la cual se filmó en los túneles de mantenimiento del CERN.<ref>{{cite web|url=http://www.popsci.com/science/article/2012-10/physics-students-film-zombie-movie-large-hadron-collider|title=Large Hadron Collider Unleashes Rampaging Zombies|last=Boyle|first=Rebecca|date=31 de octubre de 2012|accessdate=22 de noviembre de 2012}}</ref>

El largometraje documental ''Particle Fever'' sigue a los físicos experimentales del CERN que realizan los experimentos, así como a los físicos teóricos que intentan proporcionar un marco conceptual para los resultados del LHC. Ganó el Sheffield International Doc/Festival en 2013.

=== Ficción ===

La novela ''[[Ángeles y demonios (novela)|Ángeles y demonios]]'', de [[Dan Brown]], trata sobre la antimateria creada en el LHC para ser utilizada en un arma contra el Vaticano. En respuesta, el CERN publicó ''¿Realidad o ficción?'' página que discute la precisión de la representación del libro respecto al LHC, al CERN y a la física de partículas en general.<ref>{{cite journal|date=2011|title=Angels and Demons|journal=New Scientist|volume=214|issue=2871|pages=31|url=http://angelsanddemons.web.cern.ch|publisher=CERN|accessdate=2 de agosto de 2015|bibcode=2012NewSc.214R..31T|last1=Taylor|first1=Allen|doi=10.1016/S0262-4079(12)61690-X}}</ref> La [[Ángeles y demonios (película de 2009)|versión cinematográfica]] del libro tiene imágenes filmadas en el lugar del colisionador durante uno de los experimentos en el LHC. El director, [[Ron Howard]], se reunió con expertos del CERN en un esfuerzo por hacer que la ciencia en la historia de la película sea lo más precisa posible.<ref>{{cite web|author=Ceri Perkins|date=2 de junio de 2008|title=ATLAS gets the Hollywood treatment|url=http://atlas-service-enews.web.cern.ch/atlas-service-enews/2007-8/news_07-8/news_angelphoto.php|website=ATLAS e-News|accessdate=2 de agosto de 2015}}</ref>

En la serie de novelas visuales / manga / anime ''[[Steins;Gate]]'', SERN (un error ortográfico deliberado del CERN) se habla de una organización que utiliza los agujeros negros en miniatura creados a partir de experimentos en el LHC para experimentar viajes en el tiempo y dominar el mundo. También participa en la vigilancia masiva a través del proyecto "ECHELON" y tiene conexión con muchos grupos de mercenarios en todo el mundo para evitar la creación enemigas de otras máquinas del tiempo.

La novela ''[[FlashForward]]'', de [[Robert J. Sawyer]], implica la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC. El CERN publicó una página de "Ciencia y Ficción" entrevistando a Sawyer y físicos sobre el libro y en la serie de televisión basada en éste.<ref>{{cite web|date=September 2009|title=FlashForward|url=http://flashforward.web.cern.ch/flashforward/|publisher=CERN|accessdate=3 de octubre de 2009}}</ref>

== Véase también ==
* [[Hadrón]]
* [[Pion]]
* [[Bosón]]
* [[Mesón]]
* [[Fermión]]
* [[Antipartícula]]
* [[Antiquark]]
* [[Tetraquark]]
* [[Pentaquark]]
* [[DESY]]
* [[Fermilab]]
* [[Bosón de Higgs]] (uno de los entes más buscados con el GCH/LHC).
* [[Microagujero negro]] (probablemente se puedan sintetizar en el GCH).
* [[Observatorio Pierre Auger]]
** [[Compact Linear Collider]]
** [[Future Circular Collider]]
** [[International Linear Collider]]
** [[Very Large Hadron Collider]]

== Referencias ==
{{listaref|2}}

== Enlaces externos ==
{{commons|Large Hadron Collider}}
* [https://web.archive.org/web/20061103055407/http://lhc-new-homepage.web.cern.ch/lhc-new-homepage/ LHC - The Large Hadron Collider webpage]
* [http://www.boston.com/bigpicture/2008/08/the_large_hadron_collider.html Galería de fotos de alta calidad del colisionador]
* {{Enlace roto|1=[http://www.arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/0307/0307250.pdf New Physics at 5 TeV]|2=http://www.arxiv.org/PS_cache/hep-th/pdf/0307/0307250.pdf|bot=InternetArchiveBot }}
* [http://aliceinfo.cern.ch/ El experimento Alice]
* [http://www.uscms.org Compact Muon Solenoid Page (U.S. Collaboration)]
* [https://web.archive.org/web/20060819221356/http://lcg.web.cern.ch/LCG/ LCG - The LHC Computing Grid webpage]
* [https://web.archive.org/web/20060901234811/http://www.petermccready.com/portfolio/05091901.html The Large Hadron Collider ATLAS Experiment] - Virtual Reality (VR) photography panoramas (requiere [[Quicktime]])
* [http://maps.google.es/maps/mm?q=&ie=UTF8&hl=en&ll=46.232964,6.051214&spn=0.004757,0.009956&t=k&z=17&om=1 Ubicación del LHC en Google Maps]
* [https://web.archive.org/web/20080602052210/http://proyectoliquido.net/h2blog/100/en-busca-de-la-particula-de-dios/ En Busca de la Partícula de Dios] Crónica de un científico colombiano que participa en el LHC (en español)
* [http://www.youtube.com/watch?v=j50ZssEojtM Catherine McAlpine: Large Hadron Rap]
* [http://www.youtube.com/watch?v=A1L2xODZSI4 Les Horribles Cernettes: LHC-Collider] - [[Les Horribles Cernettes]]
* http://www.elpais.com/articulo/sociedad/LHC/solo/funcionara/media/potencia/elpepisoc/20090807elpepisoc_5/Tes
* [http://www.rtve.es/mediateca/videos/20080913/informe-semanal-lhc-viaje-centro-del-pasado/286633.shtml RTVE Reportaje] El LHC, viaje al centro del pasado
* [http://www.rtve.es/mediateca/videos/20100331/noche-24-horas-entrevista-a-alberto-casas-investigador-del-csic/733682.shtml Vídeo entrevista] Alberto Casas, investigador del CSIC, explica el experimento del gran colisionador de partículas
* [https://www.forbes.com/sites/chadorzel/2015/05/21/things-to-know-as-the-large-hadron-collider-breaks-energy-records/ Eight Things To Know As The Large Hadron Collider Breaks Energy Records]
;Videos
* {{YouTube|1sldBwpvGFg|CERN, how LHC works}}
* {{cite web|title=Petabytes at the LHC|url=http://www.sixtysymbols.com/videos/petabyte_LHC.htm|website=Sixty Symbols|publisher=[[Brady Haran]] for the [[University of Nottingham]]}}
* [http://cds.cern.ch/record/2021097 Animation of LHC in collision production mode (June 2015)]

{{Control de autoridades}}
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