No soy experto en todos los entresijos de toda la historia del LHC o en el estado político exacto del LHC, pero aclaro parcialmente cómo funciona la financiación en el CERN y la duración del programa científico del CERN y el LHC. El proceso de financiación en el CERN ilustra cómo proporcionar financiación estable a largo plazo para la ciencia ayuda a maximizar el beneficio científico. Ofrece una alternativa al modelo de financiación de hambrunas en los Estados Unidos que maximiza la incertidumbre.
Primero, el LHC está en el CERN, un (o quizás el) laboratorio europeo de física de partículas. El CERN fue fundado justo después de la Segunda Guerra Mundial como una organización de tratados destinada a unir a Europa científicamente. Debemos recordar que Europa acababa de presenciar un milenio de guerra brutal cada vez mayor que estaba destruyendo el continente. La mayor parte de Europa había sido destruida por la Segunda Guerra Mundial y existía un gran temor de que una nueva guerra comenzara una o dos décadas después, como ocurrió después de la Primera Guerra Mundial. Este podría haber sido el futuro distópico de Europa posterior a la Segunda Guerra Mundial:
En cambio, en 1954, 9 años después de que terminaron las hostilidades de la Segunda Guerra Mundial, Inglaterra, Francia, Alemania (occidental), Italia, Grecia, Dinamarca, Bélgica, Países Bajos, Suecia, Yugoslavia, Suiza y Noruega se unieron para financiar un laboratorio idealista de investigación nuclear. destinado a desentrañar los misterios de la ciencia en lugar de construir bombas nucleares para destruirse mutuamente.
El CERN es un símbolo de lo lejos que ha llegado Europa desde la primera mitad del siglo XX. La contribución de cada estado miembro al CERN se establece mediante un tratado y no hay negociación. Por supuesto, los tratados pueden romperse, pero es muy similar a retirarse de la ONU o la OTAN, de vez en cuando ciertas partes hablan de ello, pero nadie lo haría. Los niveles de financiación se establecen en relación con el PIB de la nación y son bastante razonables. Esto significa que la financiación no está fracasando cada año en función de los caprichos de las minorías. Significa que puede planificar para el futuro y hacer compromisos y eso reduce los costos porque puede amortizar los costos durante muchos años. Por lo tanto, no hay miembros convincentes del congreso sobre cómo beneficiará a su distrito o tener que intercambiar proyectos de barriles de carne de cerdo, hay una corriente de financiación respetada a largo plazo.
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A principios de la década de 1980, el CERN decidió construir un túnel subterráneo de 27 km de largo. Esto estaba destinado a albergar LEP (el gran colisionador de positrones de electrones). Se encuentra aquí si conoce su geografía de Ginebra.
Como uno podría imaginar, este túnel fue una gran inversión. Había mucha geología para aprender. En un momento se encontraron con un río subterráneo. Llenaron el túnel con nitrógeno líquido para congelar el río y luego lo tunelizaron. Pero fue un gran logro de infraestructura. Así es como se ve el LEP sin ningún acelerador:
Este túnel se completó a fines de la década de 1980 y el acelerador LEP colisionó electrones y positrones de 1989 a 1995 a 91 GeV para medir las propiedades del bosón Z. Luego, LEP entró en una fase llamada LEP2 donde corrió para obtener la máxima energía de su colisionador y corrió a energías de hasta 209 GeV, finalizando su funcionamiento a fines de 2001.
El LHC se propuso a mediados de la década de 1980 como sucesor de LEP. Esto es antes de que LEP se haya instalado, sin embargo, los planes futuros ya estaban en marcha. Se requirió una actualización importante, pero fue diseñado para funcionar en el túnel LEP. La instalación del LHC comenzó en 2002 después de que se cerró LEP2. Así es como se ve el túnel con el LHC adentro
Inicialmente, el LHC estaba destinado a comenzar en 2006, pero se deslizó hasta 2008. LHC luego tuvo un incidente importante que requirió 2 años para solucionarlo y comenzó a funcionar a la mitad de energía en 2010. Funcionó hasta principios de 2013 y actualmente se encuentra apagado subir a plena energía. Las colisiones de energía completa comenzarán a fines de 2014 y se extenderán hasta 2018. En 2019 y 2020, habrá una actualización modesta para obtener más datos (diez veces más) y esta tercera fase del LHC está programada para ejecutarse hasta 2030 o 2032 En este punto, el LHC habrá agotado su potencial científico. Por lo tanto, el LHC habrá funcionado de 2010 a 2030 con solo breves interrupciones que darán 20 años de ciencia desde una máquina y el túnel habrá estado en uso constante durante más de 40 años. No está mal para una inversión única en un solo túnel. En general, el presupuesto de construcción del LHC (el acelerador dentro del túnel) fue de aproximadamente $ 10 mil millones y el acelerador proporcionará 20 años de ciencia. Los costos operativos excederán el presupuesto de construcción.
Una vez que el LHC ha agotado su potencial científico, se discuten varias posibilidades diferentes. El primero es actualizar el acelerador en el túnel LEP para permitir colisiones a 33 TeV en energía, 2.5 veces más energía. Si esto sigue adelante, será el primer uso industrial de superconductores cerámicos de alta Tc (al menos a gran escala) y la investigación sobre cómo fabricar 27km de superconductores de alta Tc con alta calidad será un gran paso adelante para la industrialización de los más de 30 años de investigación en superconductores de alta Tc.
También se discute sobre la construcción de un nuevo túnel de 70-80 km alrededor que repita el positrón de electrones seguido de colisiones protón-protón. Cualquiera de estos durará hasta 2030 y probablemente hasta 2045. Si hay un nuevo túnel, proporcionará resultados científicos al menos hasta la década de 2060 y posiblemente más allá. Aquí hay un círculo en un mapa trazado por ingenieros civiles que muestra el posible camino
El círculo blanco es el túnel LEP. Se elige para evitar las cadenas montañosas Jura y Saleve.
Estos son logros a escala de civilización que le costaron a Europa el 0.008% de su PIB ($ 1.2B de $ 16.5T). La ciencia del túnel LEP habrá entrenado 10,000 doctorados. científicos de nivel que están integrados en el mundo de la alta tecnología. Aquí hay una imagen de aproximadamente 1/10 de la colaboración experimental de CMS. Todos estos son científicos formados en doctorado que trabajan juntos en un logro singular. El detector que terminaron de construir está en el fondo (sí, tiene unos 15 metros de altura y 20 metros de profundidad y está equipado con 100M de canales)
La ganancia en ingresos tributarios del aumento de las ganancias de los científicos capacitados de este proyecto compensa más que la inversión (las cifras de rendimiento habituales son aproximadamente 5 veces la inversión). La red mundial fue creada en el CERN. Es concebible que hoy usemos versiones complicadas de AOL sin el estándar HTML, que es algo que no es rentable de inmediato porque es abierto y gratuito . Piense en la diferencia entre la televisión por cable y el internet de banda ancha que compra. Uno obtiene lo que ofrece el suscriptor y ellos determinan, el otro paga el acceso para obtener la información que desea, AOL fue el modelo anterior y la preexistencia de HTML hizo que un segundo modelo se afianzara para la banda ancha.
Si eres un vampiro que ha vivido 300 años, entonces este es un programa a corto plazo, de lo contrario lo llamaría un programa a largo plazo. Finalmente, otras áreas del mundo manejan los presupuestos de una manera más sensata a largo plazo. No tienen el Congreso de los EE. UU. Y la Oficina de Administración y Presupuesto que buscan reducir la investigación básica en cada ciclo presupuestario, que es centavo y libra tonto. Esta es también la razón por la cual Estados Unidos no será un líder en ciencia en un futuro no muy lejano. Una vez que los proyectos se vuelven demasiado grandes, no pueden ser financiados aquí porque estarán en peligro de ser cortados si duran más de un par de ciclos presupuestarios.