En diciembre, cinco estudiantes de la Universidad de Stony Brook en Nueva York y su profesor de investigación, Nils Feege, cargó un prototipo de una capa magnética en un SUV y partió hacia el Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), casi 900 millas de distancia.

La capa magnética no es una prenda mágica, sino más bien una pieza de equipo crucial para que un posible colisionador de partículas de próxima generación estudie la física nuclear.

El colisionador de iones de electrones propuesto, aplastando haces de electrones y protones juntos a una velocidad cercana a la de la luz, sería el microscopio más poderoso desarrollado hasta ahora para comprender cómo la masa del protón se genera dinámicamente a partir de la interacción de quarks y gluones, y al hacerlo, ayudar a iluminar las fuerzas que explican la masa del universo visible.

Tal instalación funciona dirigiendo haces de partículas a lo largo de una pista. Al final de la pista, las partículas chocan, y los detectores usan imanes para recoger las lecturas de estas colisiones.

Pero los haces de partículas entrantes deben protegerse de estos imanes detectores, o de lo contrario serán perturbados. Así que Feege y su equipo necesitaban construir un cilindro con dos capas de contrapeso que protegieran los rayos del campo magnético del detector cerca del punto de colisión sin distorsionar el resto del campo.

"Un superconductor empuja las líneas del campo magnético, mientras que un material ferromagnético a su alrededor atraerá las líneas de campo; así que si lo haces exactamente bien, creará un túnel sin campo y cancelará todas las perturbaciones externas, "Dijo Feege.

Esto crea un área en el detector que es invisible para el campo magnético, como la capa de invisibilidad de Harry Potter, excepto por campos magnéticos en lugar de luz.

"La otra belleza es que es pasiva, lo que significa que no requiere corriente eléctrica externa. Es una solución muy elegante si puede trabajar bien, " él dijo.

Feege y sus estudiantes pasaron casi tres años construyendo su prototipo en Stony Brook. Las pruebas iniciales parecían prometedoras, pero necesitaban hacer una prueba a gran escala en un campo magnético fuerte y uniforme que fuera lo suficientemente grande como para adaptarse al dispositivo y dejar suficiente espacio para medir el campo a su alrededor.

De ahí el viaje por carretera a Argonne, donde el equipo llegó a ser el primer visitante en utilizar una nueva instalación construida por la división de física de alta energía de Argonne llamada Instalación Magnética de 4 Tesla.

Construido a partir de un imán de resonancia magnética hospitalaria reciclado para probar los componentes del detector, Magnet Facility ofrece fuertes campos magnéticos uniformes más un centro hueco gigante, el único en el país lo suficientemente grande para acomodar las pruebas de la capa.

"Su configuración fue extremadamente útil para nuestras mediciones:nos permitió colocar fácilmente nuestros sensores y mapear los campos magnéticos, "Dijo Feege.

Feliz con los resultados iniciales, Feege y su co-líder, El profesor de Stony Brook, Abhay Deshpande, están avanzando, hablando con científicos de aceleradores para discutir cómo la capa podría integrarse en un futuro diseño de colisionador.

Aunque el diseño está destinado al colisionador de iones de electrones propuesto, tal capa sería útil en muchos tipos de colisionadores futuros, Feege dijo.

"Cuando construimos la instalación Magnet, teníamos en mente desde el principio ponerlo a disposición de toda la comunidad física, "dijo Marcel Demarteau, quien dirige la división de física de alta energía en Argonne y ayudó a organizar el viaje del equipo al imán. "Esperamos que este sea el comienzo de una colaboración larga y fructífera en la que capitalicemos las sinergias entre estas ramas de la física".

Fue una novedad para algunos de los investigadores visitantes, también. El programa del grupo Stony Brook hace hincapié en incluir a estudiantes universitarios; al menos dos docenas de estudiantes universitarios trabajaron en el esfuerzo durante tres años de desarrollo, y tres de ellos vinieron en el viaje por carretera de Argonne para tomar las medidas, para ver de primera mano cómo son realmente las carreras científicas.

"Solo teníamos un período de tiempo fijo para hacer todas las pruebas que necesitábamos hacer, así que, como estudiante, estás aprendiendo cosas como:¿cómo se nos ocurren soluciones de último momento a los problemas que surgen sobre la marcha? "Dijo Feege.

"Es realmente una experiencia fantástica para ellos. Me hubiera encantado haber hecho esto como estudiante, "dijo Deshpande.