Después de cinco años de trabajo, un nuevo detector de partículas denominado SciFi va a permitir extraer más datos que surgen del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) y que ahora superan lo abordable.

Este acelerador del CERN (Organización Europea de Investigación Nuclear) produce cientos de millones de colisiones de protones por segundo. Pero los investigadores que trabajan en el experimento LHCb (Large Hadron Collider beauty), sólo pueden registrar 2.000 de esas colisiones, usando uno de los detectores instalados en el acelerador. Los físicos del proyecto están convencidos de que el gran volumen de datos no capturados contiene las respuestas a varias preguntas no resueltas.

En la física elemental de las partículas, el Modelo Estándar -la teoría que mejor describe fenómenos en este campo- ha sido bien probado y, sin embargo, los investigadores saben que el rompecabezas no está completo. Es por eso que están estudiando fenómenos que no son contabilizados por el Modelo Estándar. Esta búsqueda de «nueva física» busca explicar la desaparición de la antimateria después del Big Bang y la naturaleza de la materia oscura que, aunque representa alrededor del 30% del universo, sólo puede ser detectada por mediciones astronómicas en este punto.

«Para extraer más información de los datos del LHC, necesitamos nuevas tecnologías para nuestro detector LHCb», dice en un comunicado Aurelio Bay del Laboratorio de Física de Altas Energías de EPFL (Escuela Politécnica Federal de Lausana). EPFL se ha asociado con varios institutos de investigación para desarrollar el nuevo equipo que mejorará el experimento en 2020.

La construcción de SciFi, que incorpora 10.000 kilómetros de fibras centelleantes con un diámetro de 0.25mm cada una, ya ha comenzado. Cuando las partículas viajan a través de ellas, las fibras emitirán señales luminosas que serán capturadas por diodos amplificadores de luz. Las fibras centelleantes se dispondrán en tres paneles de cinco a seis metros de altura, instalados detrás de un imán, donde las partículas salen del punto de colisión del acelerador LHC. Las partículas pasarán por varias de estas esteras de fibra y depositarán parte de su energía a lo largo del camino, produciendo algunos fotones de luz que luego se convertirán en una señal eléctrica.

Los datos sobre cómo las partículas atraviesan las fibras serán suficientes para reconstruir su trayectoria. Los físicos utilizarán esta información para restaurar su estado físico primitivo. «Lo que esencialmente haremos es rastrear el viaje de estas partículas hasta su punto de partida, lo cual debería darnos una idea de lo que sucedió hace 14.000 millones de años, antes de que la antimateria desapareciera, dejándonos con la materia que tenemos hoy», dice Bay.

SciFi es un componente clave para la adquisición de datos a la máxima velocidad, ya que incluye filtros diseñados para conservar sólo datos útiles. En un mundo ideal, los físicos recogerían y analizarían todos los datos sin necesidad de utilizar demasiados filtros. Pero eso implicaría una enorme cantidad de datos.

«Podemos estar ya en el límite, porque por supuesto tenemos que guardar los datos en algún lugar. Primero usamos almacenamiento magnético y después distribuimos los datos en el LHC GRID, que incluye máquinas en Italia, Holanda, Alemania, España, CERN, en Francia y en el Reino Unido. Muchos países están participando y numerosos estudios sobre estos datos se ejecutan simultáneamente «, agrega Bay.

Bay pone claramente esta iniciativa en la perspectiva de un físico: «Si el LHC no tiene suficiente poder para descubrir nuevas físicas, todo habrá terminado para mi generación de físicos. Vamos a tener que crear una nueva máquina para la próxima generación».

Fuente: Europa Press