Un viaje al experimento ALICE
Por Janneth Aldecoa
Culiacán, Sinaloa. 22 de mayo de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Una pausa en la rutina de operación del Proyecto ALICE, en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), permitió grabar en video las instalaciones del detector AD número 19, diseñado y desarrollado por investigadores y estudiantes de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS) y el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav IPN).
El doctor de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas de la UAS, Ildefonso León Monzón, investigador nivel II en el Sistema Nacional de Investigadores (SNI), permitió a la Agencia Informativa Conacyt conocer las entrañas del proyecto ALICE, donde se localiza el Detector Alice Diffractive (AD). El sistema permanecía apagado debido a una serie de pruebas y mantenimiento.
El recorrido comienza en el Centro de Control, donde los expertos realizan pruebas del desempeño del sistema.
“Hemos corregido algunas cosas que no nos gustaban en el detector, con el fin de mejorarlas. El uso de los detectores en un ambiente de radiación tan intenso, como el que tenemos en ALICE, provoca que parte del detector se vea dañado, por ejemplo, unos sistemas que se llaman fotomultiplicadores, cuya principal tarea es detectar luz que se genera en nuestros sistemas cuando la radiación pasa a través de ellos”, explicó.
León Monzón añadió que en esta intervención encuentran que el sistema demuestra óptimas condiciones para operar el resto del año.
El detector AD
En 2014, el centro europeo autorizó la creación del Detector Alice Diffractive que se sumaría a los 18 detectores ya existentes en la colaboración de ALICE. Se trata de un proyecto emprendido por la Universidad Autónoma de Sinaloa, en colaboración con el Cinvestav, concebido con el propósito de acceder a 25 por ciento de colisiones que no lograban ser analizadas mediante los 18 detectores instalados anteriormente y que, por tal motivo, eran vistos como residuos o basura. Así nació el número 19.
Dr. Ildefonso León Monzón.“Hemos trabajado juntos. Tenemos una colaboración estrecha, muy intensa con estudiantes. Ahora lo que queremos es que los jóvenes se involucren con sus tesis de doctorado. Tenemos estudiantes de informática, física y próximamente tendremos estudiantes del área de electrónica. Queremos crecer a más áreas”, anunció.
Este año, al equipo de trabajo le interesa involucrar a más jóvenes de Sinaloa en el estudio de una propiedad llamada Higgs difractivo, que consiste en un ambiente o colisiones con características difractivas, es decir, cuando los protones pasan uno frente al otro y existe una ligera desviación de su trayectoria, uno respecto al otro.
Solangel Rojas Torres, estudiante de doctorado en física de la UAS, colabora en ALICE desde sus estudios de maestría y recientemente asumió una responsabilidad dentro del detector AD. Recibió apoyo de la UAS, vía los proyectos internos Programa de Fomento y Apoyo a Proyectos de Investigación (Profapi), para permanecer un año en el CERN y representar a la UAS.
Su trabajo consistirá en realizar los cambios técnicos del detector: el mantenimiento, el estatus del funcionamiento, la calidad de los datos colectados, así como realizar los cambios para el correcto funcionamiento del AD.
“Como tengo la formación de la carrera en ingeniería en electrónica, soy una persona adecuada. Otro compañero de Puebla se ha hecho cargo del detector desde hace dos años, desde las estancias anteriores me dedico a aprender de él, cómo funciona, los sistemas a conocer. Ahora mi compañero se dedicará a otras funciones y la responsabilidad recaerá en mí”, explicó Rojas Torres.
Entre los logros de ese detector destaca la medición de los denominados eventos difractivos, que suceden con colisiones de protón-protón.
“Esos han sido algunos de los estudios que se han visto hasta ahorita y con todos estos estudios y mantenimientos se pretende entender más fenómenos físicos con el detector y tener más claridad en los datos. En algunos de los análisis aún no hay claridad en cuanto a la información que arrojan y uno de los objetivos es esclarecer toda esa información que estamos viendo, ya con la física”, explicó Rojas Torres.
Sobre las colisiones, León Monzón explicó que aun cuando el choque de partículas sea muy pequeño, o pueda ser ligeramente desviada de su trayectoria original, es posible que por un instante haya una intensa interacción debido a la carga eléctrica y es posible que en ese instante se den algunos fenómenos.
Para ese trabajo, es necesario que el detector AD se encuentre en plenitud para buscar fenómenos de ese tipo, que resultan muy escasos.
Entre los proyectos para este año, destaca también el trabajo que realiza la estudiante de doctorado de la UAS, Gabriela Espinoza Beltrán. Ella trabaja en determinar la propiedad denominada sección eficaz de dispersión en colisiones protón-protón, mediante la técnica de Simon van der Meer.
“Esta información que está obteniendo es muy importante, ya que es un parámetro de entrada que requieren nuestros colegas que hacen otros tipos de análisis en sus estudios, ya que aporta una propiedad muy importante del haz durante las colisiones, que se llama luminosidad. Esta la estamos midiendo con AD y con V0, esto le da robustez a los parámetros que nos interesan medir para nuestros colegas en la colaboración”, dijo el investigador.
A los expertos del detector AD les interesa continuar este año con el trabajo de estudiantes como Solangel Rojas Torres, quien permanecerá un año y medio al frente de ese detector.
“En 2018-2019 tendremos una gran cantidad de trabajo por hacer. Este año son prácticamente las únicas corridas que tendremos, lo que queremos ahora es trabajar en el siguiente proyecto. Necesitamos instalar otros sistemas más alejados de la zona donde nos encontramos. Nuestros detectores están alrededor de 20 metros desde el punto de donde se da la colisión, son 20 metros de distancia. Nos interesa irnos hasta 50 o 100 metros de distancia”, anunció.
Esa distancia permitirá observar de cerca el lugar donde las partículas se desvían muy poco en su dirección a lo largo de la línea recta en la que viajan. Esperan entonces alcanzar una distancia de por lo menos 100 metros para ver la desviación.
“Es un ángulo muy cerrado. Como el tubo del haz tiene alrededor de seis centímetros de diámetro, entonces necesitamos irnos bastante lejos del punto de interacción para que esas partículas que nos interesa ver salgan del tubo porque es un ángulo muy cerrado. Entre más te alejes del vértice, mayor es la distancia que se abre el ángulo, el mismo ángulo, pero con mayor distancia”.
El recorrido por el detector AD
En el recorrido a cargo del investigador León Monzón, se observa una gran puerta, se trata de un magneto de un metro de espesor, con un peso similar al de la Torre Eiffel. Al fondo, a seis metros de distancia de la puerta, en la parte superior, se ubica una estructura cilíndrica y a otros seis metros de distancia es donde tienen lugar las colisiones.
Existe un tubo que lleva los protones en la dirección hacia el centro de ALICE. Del otro lado, a 20 metros, otro tubo viaja en sentido contrario y lleva otro paquete de protones. El paquete de protones que viene a la derecha colisiona con el paquete de protones que viene a la izquierda. La idea es que en el centro de todo ese complejo de instalación se dé la colisión.
Hacia el frente, al fondo, pegado a la pared, existe una estructura de aluminio, alrededor del tubo principal del acelerador. Ese sistema es el que desarrolló y se instaló en CERN.
“Ese es el sistema en el que la UAS ha hecho una importante contribución. El sistema completo consta de dos brazos. Con uno de ellos, del lado derecho y hacia el fondo, tenemos otro detector, de manera que tenemos a AD en dos componentes, la componente A y la componente que une a LHC”, señaló.
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