En la cocina, dos haces de linternas se atraviesan mutuamente sin notarse. La luz casi no interactúa con la luz. Pero si se aceleran partículas a energías enormes, dos fotones pueden colisionar y dar lugar a algo nuevo. Precisamente ese proceso, la dispersión de luz por luz, es el que consideran los autores del artículo para el futuro colisionador FCC-hh, que acelerará protones y núcleos hasta energías de 100 TeV.

En tales colisiones puede surgir por un instante una partícula axiónica (ALP), un pariente hipotético del axión, muy débilmente acoplado a la materia ordinaria. Esta partícula no deja rastro en el detector, pero su aparición puede notarse por la falta de energía o por señales características. Los autores calcularon cuántas de estas partículas podrían producirse en colisiones protón-protón, protón-núcleo y núcleo-núcleo. Resultó que las restricciones más fuertes sobre la fuerza de interacción de la ALP con los fotones se obtendrían para una masa de alrededor de 250 GeV en colisiones de núcleos de plomo y alrededor de 1 TeV en colisiones de protones.

La comparación con los datos actuales del Gran Colisionador de Hadrones muestra que el futuro FCC-hh podrá explorar una región de parámetros inaccesible hoy. Es como pasar de unos binoculares a un telescopio con un espejo de decenas de metros: se ve más lejos y con más nitidez. Los cálculos se basan en la producción virtual de partículas: existen solo un instante, como las ondas en el agua al lanzar una piedra, pero ese instante puede registrarse mediante indicios indirectos.

Así, al hacer chocar luz contra luz, esperamos ver aquello que no brilla por sí mismo.