Els darrers mòduls de detecció, dissenyats i construïts per un equip de recerca espanyol on participa l’IFIC, arriben a l’experiment R3B del laboratori FAIR a Darmstadt (Alemanya).
Investigadors de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre mixt del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), juntament amb membres de l’Institut d’Estructura de la Matèria (IEM-CSIC), de l’Institut Gallec de Física d’Altes Enerxies (IGFAE, USC) i de la Universitat de Vigo, s’han desplaçat aquests dies a la ciutat de Darmstadt (Alemanya) per instal·lar els darrers mòduls del detector CALIFA, un calorímetre que s’integrarà al centre de recerca internacional FAIR . Aquesta fita suposa la culminació de gairebé 20 anys de treball en el disseny i la posterior construcció del detector, en un projecte liderat per l’IGFAE.
CALIFA s’instal·larà a l’experiment R3B, una de les col·laboracions científiques més importants de FAIR. Aquest experiment, que compta actualment amb la participació de més de 250 científics i científiques de 15 països, es dedica a l’estudi de l’estructura i dinàmica del nucli atòmic i està coordinat des de maig de 2017 per la investigadora Dolores Cortina, investigadora científica del CSIC a l’IFIC. El projecte també ha implicat diverses empreses gallegues especialitzades en la fabricació de fibra de carboni, mecanitzat de precisió i metrologia.
Mòduls de detecció CEPA
En aquesta darrera fase, l’equip espanyol ha finalitzat la construcció i el muntatge dels mòduls de detecció de CALIFA coneguts com a CEPA. Aquest pas millorarà substancialment la detecció de radiació gamma i partícules carregades d’alta energia que es produeixen en el moment de la reacció nuclear. Amb això augmentarà de forma notable l’eficiència de l’experiment R3B, i facilitarà la realització de mesures de precisió aprofitant els avantatges dels feixos d’ions accelerats a FAIR.
Amb el lliurament de CEPA es tanca una etapa de construcció de CALIFA que ha durat més de 10 anys (als quals cal sumar la investigació i disseny previs) en què ha participat personal d’Espanya, Alemanya i Suècia. El cost actual del detector CALIFA supera els 3,8 milions d’euros, el 24% dels quals han estat finançats amb fons captats per aquest equip de recerca. Un cop completada la feina, el cost final de CALIFA superarà els 5 milions.
El calorímetre CALIFA és capaç de detectar simultàniament partícules carregades i radiació gamma, cobrint un rang energètic sense precedents, dels quiloelectrònvolts (KeV) a centenars de megaelectrònvolts (MeV). La tecnologia de detecció utilitzada en aquest tipus de detectors, així com les tècniques de reconstrucció de la informació recollida, són similars a les que es desenvolupen al camp de la imatge mèdica. De fet, la R+D realitzada per CALIFA ha donat peu a un projecte de ‘prova de concepte’ la finalitat del qual és accelerar la transferència de coneixement i resultats generats en l’àmbit de la investigació fonamental.
Sobre R3B i FAIR
L’experiment R3B (Reactions with Relativistic Radioactive Beams) utilitza ions radioactius a velocitats properes a la llum, amb què es desenvolupa un ampli programa de recerca en qüestions crucials per a la física nuclear. Entre elles destaquen l’estudi de propietats fonamentals dels nuclis atòmics i de la força responsable d’unir els protons i els neutrons que els formen, així com la importància de les correlacions que es donen entre nucleons. Així, R3B té també per objectiu reproduir les reaccions que tenen lloc a les estrelles i que són responsables de generar la seva energia i crear els elements que veiem a l’Univers.
R3B és un dels experiments que es desenvolupa a FAIR (Facility for Antiproton i Ion Research in Europe), un nou centre de recerca internacional per a l’estudi de l’estructura i les propietats de la matèria visible que forma l’Univers. Es troba actualment en construcció, i se situa a les proximitats de Darmstadt. Un cop finalitzin els treballs, FAIR estarà equipat amb els més potents acceleradors d’antiprotons i ions pesants del món. El centre acollirà més de 3.000 persones de 50 països, que desenvoluparan tasques de recerca bàsica i aplicada al camp de la física nuclear. El cost de la construcció, d’uns 1.500 milions d’euros, està finançada per un consorci de nou països,
Més de 50 investigadors espanyols de l’IFIC, IEM, CIEMAT, Universitat Complutense de Madrid, Universitat de Granada, Universitat de Huelva, Universitat Politècnica de Barcelona, Universitat de Sevilla, Universitat de Santiago de Compostel·la i Universitat de Vigo participen als programes científics de FAIR .
L’equip de recerca que participa a la construcció del calorímetre CALIFA..