Actualizado 18/02/2013 17:54 CET

Luz verde al detector español de núcleos atómicos 'exóticos'

Recreación de FAIR
CPAN

MADRID, 18 Feb. (EUROPA PRESS) -

El comité de expertos del Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), una de las instalaciones europeas de referencia en investigación en física nuclear, ha aprobado el diseño de CALIFA, dando así luz verde a su construcción. CALIFA es uno de los detectores del experimento R3B, que estudiará la estructura de núcleos atómicos 'exóticos', y ha sido diseñado por un equipo internacional formado por científicos de 13 centros de investigación de Alemania, España, Suecia, Portugal y Rusia.

Según ha informado el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), el proyecto está liderado por la Universidad de Santiago de Compostela (USC), y cuenta con una importante participación del Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC) y la Universidad de Vigo.

FAIR es un consorcio internacional donde trabajan unos 3.000 científicos de 40 países que se construye cerca del laboratorio GSI en Darmstadt (Alemania). Contará con cuatro aceleradores (uno lineal y tres sincrotrones) que podrán acelerar haces de iones estables y exóticos y antiprotones con intensidades sin precedentes y a grandes energías, hasta 30 gigaelectronvoltios (GeV) por unidad de masa del núcleo atómico.

En este complejo, el experimento R3B estudiará la estructura y dinámica de núcleos atómicos muy alejados de la estabilidad. Estos núcleos, denominados 'exóticos' por los científicos, tienen una composición muy desigual en el número de protones y neutrones que los constituyen, lo que les convierte en inestables y por tanto de corta duración.

El sistema de aceleradores de FAIR permitirá que haces muy intensos de núcleos estables se aceleren a energías 'relativistas', esto es, velocidades cercanas a las de la luz, produciendo estos núcleos exóticos. Los núcleos exóticos llegarán al experimento R3B para chocar contra un blanco y estudiar así los productos de su desintegración.

Según ha informado el CPAN, estos estudios permitirán comprender mejor los núcleos atómicos, las primeras estructuras complejas de materia ligadas por la interacción fuerte (una de las cuatro fuerzas fundamentales de la Naturaleza), así como reproducir y estudiar en el laboratorio las reacciones que tienen lugar en las estrellas y que explican el origen de los elementos químicos en el Universo y los procesos de evolución estelar.

AMPLIO Y VERSÁTIL

CALIFA es un detector que se sitúa alrededor del blanco de R3B en el que ocurren las reacciones y permitirá determinar la energía de las partículas producidas en ellas. "Lo que hace de CALIFA un detector novedoso en física nuclear son el amplio rango de energías en el que trabaja y su versatilidad, ya que actuará no solo como un calorímetro, sino también como un espectrómetro", ha destacado la responsable del proyecto, Dolores Cortina.

Así, CALIFA es capaz de medir radiación gamma con energía desde cien kiloelectronvoltios (keV) hasta partículas ligeras cargadas con centenas de megaelectronvoltios (MeV). Para abarcar esta amplitud de rango de energías, los investigadores españoles han diseñado un instrumento muy segmentado constituido por unas 3.000 células de detección. Las partes están encajadas en una estructura de fibra de carbono de tan solo 250 micras.

El diseño de la estructura mecánica es responsabilidad de los científicos de la Universidad de Vigo, y se ha realizado en colaboración con la USC y el IEM. "Con todo esto se consigue reducir al mínimo la 'materia muerta' en el detector, combinando una buena resolución en energía y manteniendo la eficiencia de detección", ha explicado Cortina.

Para la investigadora, la aprobación del diseño de CALIFA "supone la validación de un trabajo que se lleva realizando durante los últimos seis años". Además, marca el inicio de la fase de construcción de la parte lejana al blanco donde impactan los haces, que es la que se ha aprobado. En paralelo, los investigadores españoles tienen que completar el diseño de la parte delantera del detector. En 2018 el detector completo debe estar finalizado, puesto que R3B será el primero en 'estrenar' los haces de FAIR.