O detector CALIFA, construído no IGFAE, listo para funcionar en Alemaña tras case 20 anos de traballo

Persoal do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da Universidade de Santiago de Compostela e a Xunta de Galicia, viaxou nos últimos días á cidade de Darmstadt (Alemaña), para instalar os últimos módulos do detector CALIFA, un calorímetro que se integrará no centro de investigación internacional FAIR. Este fito supón a culminación de case 20 anos de traballo no deseño e posterior construción do detector, nun proxecto liderado polo IGFAE.

CALIFA instalarase no experimento R3B, unha das colaboracións científicas máis importantes de FAIR. 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 dende maio de 2017 pola investigadora Dolores Cortina. O persoal do IGFAE está involucrado dende 2005 neste proxecto, do que tamén forma parte o grupo Deseño e Simulación Numérica (DSN) da Universidade de Vigo, artífice do deseño e construción da estrutura mecánica do detector. Varias empresas galegas, especializadas na fabricación de fibra de carbono, mecanizado de precisión e metroloxía, achegaron tamén o seu coñecemento para facer posible CALIFA.

Módulos de detección CEPA

Nesta última fase, o equipo finalizou a construción e montaxe dos módulos de detección de CALIFA 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. Con isto aumentará de forma notable 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 10 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.

Aplicacións nas tecnoloxías de imaxe médica
O calorímetro CALIFA 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, son semellantes ás que se desenvolven no campo da imaxe médica. De feito, 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.

Sobre R3B e FAIR

O experimento 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. R3B 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.

R3B é un dos experimentos que se desenvolve en FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), un novo centro de investigación internacional para o estudo da estrutura e propiedades da materia visible que forma o Universo. Encóntrase actualmente en construción, nas proximidades da cidade de Darmstadt. Unha vez finalicen estes traballos, FAIR estará equipado cos máis potentes aceleradores de antiprotóns e ións pesados do mundo. O centro acollerá máis de 3.000 científicos e científicas de 50 países, que desenvolverán labores de investigación básica e aplicada no campo da física nuclear. O custo da obra, duns 1.500 millóns de euros, está financiada por un consorcio de nove países.

O equipo do IGFAE que contribuíu á instalación de CALIFA en R3B compuxérono Dolores Cortina, Héctor Álvarez, José Benlliure, Martina Feijoo, Antía González, David González, Gabriel Martínez, José Luis Rodríguez e Georgina Xifra.