Los detectores del LHC fueron designados, construídos y llevados a cabo por colaboracióones internacionales procedentes de todas partes del mundo. Hay cuatro grandes detectores (o experimentos): ATLAS, CMS, LHCb y ALICE;  cinco pequeños: (TOTEM, LHCf, MoEDAL, FASER and SND@LHC). Los detectores del LHC fueron designados, construídos y llevados a cabo por colaboracióones internacionales procedentes de todas partes del mundo. Fueron necesarios vente años para el diseño y construcción de los detectores y la duracion de los experimentos será de más de 20 años. Esto es equivalente a la carrera total de un físico.

Equipos de investigadores continuan trabajando en el diseño de nuevos "pequeños" detectores con propiedades y objetivos específicos. Este es el caso del detector CODEXb.

Los eventos (un evento es una colisión con todas sus partículas resultantes) son estudiadas en detectores que son capaces de reconstruir lo que ocurrió durante las colisiones, y todo esto en un entorno elevadísimo de tasa de colisiones.  Pueden ser comparados con enormes cámaras digitales tridimensionales que pueden tomar 40 millones de "secuencias"  (digitalizadas por decenas de millones de sensores) por segundo.  Los detectores son construidos en capas, teniendo cada capa una determinada funcionalidad. Las internas son las menos densas, mientras que las exteriores son las más densas y compactas. 

Las partículas muy masivas que los científicos esperan crear tienen una muy corta vida, decayendo en otras más ligeras y ya conocidas. Después due una colisión cientos de esas partículas ligeras como electrones, muones y fotones, pero también protones, neutrones y otras, vuelan a través del detector con velocidades próximas a la de la luz.  Los detectores usan esas partículas ligeras para deducir la breve existencia de las nuevas y pesadas producidas.

Las trayectorias de las partículas cargadas son curvadas por campos magnéticos, y los radios de curvatura son utilizados para calcular sus momentos: cuanto más alta es la energía  máis abierta es la curvatura. Por tanto, partículas con mucha energía cinética  presentan una suficiente trayectoria a través del detector para ser medido su radio de  curvatura e por tanto su momento. Otras partes del detector son los calorímetros destinados a medir la energía de las partículas (tanto de las cargadas como de las no cargadas). Los calorímetros también debernser suficientemente grandes para absorber la máxima energía posible. Estas dos son las razones de que los detectores del LHC sean tan grandes. Los detectores rodean el punto de interacción para recoger toda la energía de las partículas y el balance de los momentos de cada evento para reconstruirlo en detalle. Combinando la informacion desde las diferentes capas es posible determinar el tipo de partícula que dejó su traza en cada capa. 

Las partículas – electrones, protones ye muones – dejan trazas por ionización. Los electrones son muy ligeros y por tanto pierden su energía muy rápidamente, mientras que los protones penetran  más profundamente en el detector. Los fotones no dejan trazas por si mismo pero en el calorímetro se convierten en pares electrón-positrón, cuyas energías pueden ser medidas.  La energía de los neutrones puede ser medida indirectamente a partir de la transferencia de la misma que hacen hacia protones. Los muones son las únicas partículas que alcanzan y son detectadas por las capas más externas del detector.

Cada parte del detector está conectado a un sistema de lectura electrónica a través de miles de  cables. En el instante en que un impulso es producido el sistema  registra el lugar y momento exactos enviando la información a la computación. Centenares de computadores trabajan conjuntamente para combinar esa información. En lo más alto de la jerarquia computacional se decide en una fracción de segundo que evento es interesante y cual no.  Hay diversos criterios para seleccionar los eventos potencialmente significativos, reducidose así la cantidad de eventos desde los 600 millons producidos a unos centenares que serán investigados en detalles. 

Los detectores del LHC fueron designados, construídos y llevados a cabo por colaboracióones internacionales procedentes de todas partes del mundo. Hay cuatro grandes experimentos  (ATLAS, CMS, LHCb y ALICE) y tres pequeños (TOTEM, LHCf y MoeDAL). Fueron necesarios vente años para el diseño y construcción de los detectores y la duracion de los experimentos será del orden de 15 años. Esto es equivalente a la carrera total de un físico.

La construcción de estos detectores es el resultado de lo que podría ser llamado "inteligencia de grupo": mientras que todos los científicos y científicas participantes en un detector entienden en general las funciones del aparato, ninguno conoce con precisión los detalles y la precisa función de todas las partes del detector. En tal colaboración, cada científico y científica contribuye con su conocimiento en el experimento al éxito total.

Este texto se ha basado fundamentalmente en Landua R. (2008). "THE LHC: A LOOK INSIDE". Science in School Issue 10 : Winter 2008, pp 34-45.

En cada Larga Parada (LS) los diversos aceleradores, los detectores y otros dispositivos son objeto de grandes operaciones de mantenimiento, consolidación y mejora. En la imagen siguiente se muestran algunas de las realizadas en los detectores durante el LS2 (2019-2022).

[Tomado de Gibney E. (2022). Nature Vol 605, 604-607]

En  cada una de las secciones dedicadas a los cuatro detectores más grandes se señalan los trabajos de mejora más importantes realizados.