El grupo compuesto por investigadoras e investigadores chilenos desarrollará un dispositivo electrónico que será utilizado en el Experimento ATLAS, uno de los siete detectores de partículas construidos en el Gran Colisionador de Hadrones de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), ubicado en Suiza.

Se trata de la primera vez que científicas y científicos chilenos llevarán a cabo en solitario un proyecto de actualización en el detector ATLAS, uno de los cuatro grandes experimentos que se adentra en zonas desconocidas de la investigación sobre la materia, la energía y el tiempo.

“Esto es inédito, porque si uno trabaja con detectores, por lo general, se requiere de muchas más personas y una colaboración de múltiples instituciones. Pero este sistema partió en Chile y siguió siendo desarrollado por nuestro país, por lo tanto, es muy relevante. Además, estamos trabajando con tecnología de punta explica el Dr. en Física, Orlando Soto, académico del Instituto de Investigación Multidisciplinario en Ciencia y Tecnología (IIMCT) de la Universidad de La Serena (ULS) e investigador del Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de las Altas Energías, SAPHIR.

Con el objetivo de permitir a las físicas y físicos probar las predicciones de las diferentes teorías de la física de partículas y comprender aún más la materia que compone todo lo que nos rodea, el CERN sigue trabajando en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), el acelerador de partículas más grande y potente que se haya creado en la historia del ser humano.

En este contexto, detectores como el Experimento ATLAS son sometidos a distintas actualizaciones cada cierto tiempo, con el fin de hacer frente al enorme rendimiento previsto para la máquina del LHC y mantenerlo así al nivel más alto posible.

Por esto, en el marco de la reciente actualización ‘Phase-II upgrade’ del Experimento ATLAS, el grupo de Chile presentó un proyecto, aprobado por el CERN, basado en un sistema de adquisición de datos que se está desarrollando en una tesis doctoral. Así, es la primera vez que el grupo o cluster de Chile, compuesto por cerca de diez científicas y científicos chilenos, estará a cargo en solitario del desarrollo de dispositivos que se utilizarán en este detector de partículas.

Respecto al trabajo desarrollado, el académico ULS afirmó que “es un dispositivo electrónico que sirve para medir cargas eléctricas. Se puede utilizar como un osciloscopio de muchos canales pero es mucho más económico. Además, está basado en un dispositivo especial que es el chip DRS4, una especie de memoria analógica que necesita de otros chips electrónicos para operar”.

Uno de ellos, según explica el Dr. Soto, es la FPGA (Matriz de Puertas Lógicas Programable en Campo), una especie de computador pequeño que se comunica paralelamente con el DRS4 y permite manejar la adquisición de datos.

Cabe destacar, que este dispositivo será sometido a radiación, proceso que se realiza como prueba de durabilidad, ya que si sobrevive a este proceso intenso de radiación en un corto tiempo, es muy probable que lo haga en los próximos diez años.

A juicio del Dr. Soto, “esto se diseña de manera que soporte diez años de operación en el ATLAS y podemos conocer la radiación a la que será sometida por medio de simulaciones. Los procesos de irradiación de los dispositivos electrónicos son acumulativos; a medida que va pasando el tiempo hay más probabilidades de que el dispositivo falle. En este sentido, podemos aplicar la misma dosis de partículas que se hubieran aplicado en diez años pero en períodos cortos de tres semanas, por ejemplo”.

Respecto a la importancia de este hito a nivel regional, el académico recalcó que “se pueden realizar desarrollos de física aplicada utilizando la tecnología de los detectores, y aunque actualmente no hay ningún proyecto relacionado con eso, sí existen ideas en qué aplicarlas, como a la búsqueda de agua, por ejemplo”.

“El impacto de la Región de Coquimbo tiene que ver con el acceso de las y los estudiantes al trabajo en estos centros internacionales de física de altas energías, lo cual es muy relevante porque antes no existía esa posibilidad en la Región de Coquimbo. Todo el trabajo siempre está pensado para incorporarles. De hecho, añadiremos a estudiantes de Física Experimental en análisis de datos. También existen otros proyectos como el Experimento NA64 o el SND@LHC, en el que se harán tesis al respecto y habrán estudiantes que se involucrarán desde el inicio”, añadió el Dr. Soto.

Polo Científico en la Región de Coquimbo

Los desafíos nacionales y regionales buscan ser resueltos con la puesta en marcha del Polo Científico y Tecnológico de la Universidad de La Serena, y que dentro de sus temáticas de investigación destaca la Física de Partículas Subatómicas.

Este polo contará con un recinto destinado al Instituto Milenio de Física Subatómica en la Frontera de Altas Energías, SAPHIR, el cual se enfoca en el estudio de física subatómica. Dicho espacio de investigación contempla el desarrollo de laboratorios de detectores de partículas de alta tecnología en la ULS.

El propósito es convertirse en un espacio para el desarrollo de actividades de investigación experimental, innovación y creación, el cual permita la promoción del trabajo colaborativo entre diferentes ámbitos disciplinares, y donde exista una fuerte componente de vinculación con el medio.

Escrito por Ignacio Aguilar, estudiante en práctica de Periodismo ULS, Facultad de Ciencias y de la Oficina de Divulgación y Difusión de las Ciencias y Tecnología ULS.