O detector Califa, listo para funcionar en Alemaña tras case 20 anos de traballo

Despois de case 20 anos de traballo, o detector Califa xa está listo para funcionar en Alemaña. Liderado polo Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia, este calorímetro conta coa participación da Universidade de Vigo. Os seus últimos módulos instaláronse esta semana no laboratorio de física nuclear FAIR.

O proxecto arrancou en 2005 e un ano despois incorporáronse investigadores do grupo CIMA da Universidade de Vigo. Na actualidade, a institución viguesa forma parte da iniciativa a través do grupo de Deseño e Simulación Numérica en Enxeñaría Mecánica (DSN), adscrito ao Cintecx. Dirixido polo profesor Enrique Casarejos, o equipo vigués é o artífice do deseño e construción da estrutura mecánica do detector. Ademais, varias empresas galegas, especializadas na fabricación de fibra de carbono, mecanizado de precisión e metroloxía, achegaron tamén o seu coñecemento a esta iniciativa.

Este calorímetro é capaz de detectar simultaneamente partículas cargadas e radiación gamma, cubrindo un rango enerxético “sen precedentes”: dos kiloelectrónvoltios (KeV) a centos de megaelectrónvoltios (MeV). A tecnoloxía de detección utilizada neste tipo de detectores, así como as técnicas de reconstrución da información obtida, indican os seus responsables, son semellantes ás que se desenvolven no campo da imaxe médica. De feito, engaden, a I+D realizada para Califa deu pé a un proxecto de “proba de concepto” cuxa finalidade é acelerar a transferencia de coñecemento e resultados xerados no ámbito da investigación fundamental.

Instalación no experimento R3B

Califa instalouse no experimento R3B, “unha das colaboracións científicas máis importantes” de FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), un novo centro de investigación internacional ubicado en Darmstadt para o estudo da estrutura e propiedades da materia visible que forma o Universo. Este experimento, que conta actualmente coa participación de máis de 250 persoas de 15 países, dedícase ao estudo da estrutura e dinámica do núcleo atómico e está coordinado desde maio de 2017 pola investigadora Dolores Cortina. Segundo explican desde o IGFAE, R3B (Reactions with Relativistic Radioactive Beams) utiliza ións radioactivos a velocidades próximas á da luz, cos que se desenvolve un amplo programa de investigación en cuestións elementais para a física nuclear. Entre elas destacan o estudo de propiedades fundamentais dos núcleos atómicos e da forza responsable de unir os protóns e neutróns que os forman, así como a importancia das correlacións que se dan entre nucleóns. O experimento ten tamén por obxectivo reproducir as reaccións que teñen lugar no interior das estrelas, “responsables de xerar unha enorme enerxía e crear os elementos que vemos no Universo”.

FAIR encóntrase actualmente en construción, nas proximidades da cidade de Darmstadt. Unha vez finalicen estes traballos, o centro estará equipado “cos máis potentes aceleradores de antiprotóns e ións pesados do mundo”. Acollerá máis de 3000 científicos e científicas de 50 países, que desenvolverán labores de investigación básica e aplicada no campo da física nuclear. O custo da obra, duns 1500 millóns de euros, está financiada por un consorcio de nove países.

Traballos da última fase

Nesta última fase de Califa, o equipo participante finalizou a construción e montaxe dos módulos de detección deste calorímetro coñecidos como CEPA. “Este paso mellorará de maneira substancial a detección de radiación gamma e partículas cargadas de alta enerxía que se producen no momento da reacción nuclear”, sinalan desde o proxecto. Tamén aumentará de forma notable, indican, a eficiencia do experimento R3B e facilitará a realización de medidas de precisión aproveitando as vantaxes dos feixes de ións acelerados en FAIR. Coa entrega de CEPA péchase unha etapa que durou máis de dez anos (aos que hai que sumar a investigación e deseño previos) na que colaborou persoal científico e técnico de España, Alemaña e Suecia. O custo actual do detector Califa supera os 3,8 millóns de euros, 24% dos cales foron financiados con fondos captados por este equipo de investigación. Unha vez completado o traballo, o custo final de Califa superará os 5 millóns.