Para el primer semestre de 2024 se espera la ejecución de RG-E en Jefferson Lab, donde se encuentra el acelerador de electrones más importante del mundo.
Explorar cómo la formación de hadrones es influenciada por fenómenos nucleares es el objetivo principal del experimento Run Group E (RG-E), del detector CLAS12 de Jefferson Lab. El laboratorio estadounidense, ubicado en el estado de Virginia, utiliza para ello un haz de electrones que, en su acelerador de partículas, permite estudiar la estructura fundamental de la materia a través de experimentos físicos.
En el marco de este estudio, la presencia de científicos nacionales ha sido relevante, dado que investigadores del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) y del Departamento de Física de la Universidad Técnica Federico Santa María son los encargados de liderar la ejecución del experimento, programada para marzo de 2024, y que tendrá una duración de 60 días. La investigación se enfocará “en estudiar diversas propiedades del medio nuclear, relacionadas con la interacción fuerte y la física subnuclear”, comenta Hayk Hakobyan, subdirector del CCTVal y académico USM.
Para la implementación del experimento RG-E, el grupo de investigación chileno ha desarrollado un dispositivo tecnológico que permite posicionar los targets u objetivos que deben ser observados en la línea del haz de electrones, haciendo posible una medición precisa de los eventos. Para ello, el equipo ha tenido que enfrentar desafíos científicos altamente complejos, pues el dispositivo, llamado Double Target, debe funcionar en condiciones extremas de alto vacío y temperaturas criogénicas.
“Hemos creado un sistema que da respuesta a las condiciones de operación, como alto campo magnético, alto vacío, temperaturas criogénicas y radiación ionizante. Para esto usamos materiales no ferromagnéticos capaces de resistir a ellas. El sistema se basa en un motor piezoeléctrico y un sensor de posición, ambos conectados por una cinta que contiene los targets”, explica Milan Ungerer, ingeniero del CCTVal y otro de los líderes de la colaboración.
“El sistema Double Target es fruto de años de trabajo por parte de nuestro equipo. El desafío de operar en condiciones extremas es grande, y nuestro equipo ha propuesto soluciones innovadoras para que esto sea posible”, agrega el profesor Hakobyan.
Experimento
Para estar seguros de que el equipo funcionará en las condiciones reales del experimento, el grupo ha realizado una serie de pruebas tanto en los laboratorios del centro como en Jefferson Lab. Testeos en ambientes de alta radiación y de repetitividad en alto vacío han sido parte de este proceso, que incluso ha llevado a los investigadores e ingenieros a viajar dos veces al laboratorio estadounidense en lo que va de año.
Los responsables del proyecto aseguran que cada uno de los ensayos ha sido superado con éxito, y que “el equipo se encuentra completamente y listo para su instalación en marzo de 2024”. El Dr. Hakobyan confirma que “todas las pruebas arrojaron resultados muy satisfactorios, marcando un hito importante y acercándonos un paso más a la realización del experimento”. Este último, destacan desde el equipo, se tratará del resultado de un trabajo colaborativo y estrecho entre científicos nacionales y de Estados Unidos.
“El dispositivo debe ser integrado en los sistemas que se utilizan en Jefferson Lab, por lo que ha sido necesario trabajar en constante colaboración con los ingenieros y científicos de este laboratorio para estar seguros de que el sistema se incorporará de buena manera, tanto a nivel de software como a nivel físico. Esto ha sido posible ya que CCTVal cuenta con un equipo multidisciplinario que es capaz de enfrentar cada problemática desde diferentes visiones, lo que permite resolver con éxito los diferentes desafíos que tiene el proyecto”, finaliza el ingeniero Milan Ungerer.
