Después de cinco años de trabajo, Los físicos de EPFL, junto con unos 800 investigadores internacionales involucrados en el proyecto LHCb del CERN, Acabamos de dar un paso importante al construir un nuevo detector, un rastreador de fibra centelleante denominado SciFi, para recopilar más datos del colisionador.

El Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear, produce cientos de millones de colisiones de protones por segundo. Pero los investigadores que trabajan en el experimento de belleza del Gran Colisionador de Hadrones (LHCb), que involucra a físicos de EPFL, solo puede grabar 2, 000 de esas colisiones, utilizando uno de los detectores instalados en el acelerador. Así que al final esta maravilla tecnológica deja a los físicos con ganas de más. Están convencidos de que el vasto volumen de datos no capturados contiene las respuestas a varias preguntas sin resolver.

En física de partículas elementales, el modelo estándar, la teoría que mejor describe los fenómenos en este campo, ha sido realmente probado y probado, sin embargo, los investigadores saben que el rompecabezas no está completo. Por eso están estudiando fenómenos que el Modelo Estándar no tiene en cuenta. 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 se puede detectar mediante mediciones astronómicas en este punto.

"Para extraer más información de los datos del LHC, necesitamos nuevas tecnologías para nuestro detector LHCb, ", dice Aurelio Bay del Laboratorio de Física de Altas Energías de EPFL. EPFL se ha asociado con varios institutos de investigación para desarrollar el nuevo equipo que actualizará el experimento en 2020.

Usando fibra centelleante para detectar partículas

Después de cinco años de trabajo, Los físicos de EPFL, junto con unos 800 investigadores internacionales involucrados en el proyecto LHCb, acaban de dar un importante paso preliminar hacia la mejora significativa de sus equipos experimentales. Han decidido construir un nuevo detector:un rastreador de fibra centelleante denominado SciFi.

Construcción del rastreador, que incorpora 10, 000 kilómetros de fibras centelleantes cada una con un diámetro de 0,25 mm, ya ha comenzado. Cuando las partículas viajan a través de ellas, las fibras emitirán señales luminosas que serán captadas por diodos amplificadores de luz. Las fibras centelleantes se dispondrán en tres paneles de cinco por seis metros, instalado detrás de un imán, donde las partículas salen del punto de colisión del acelerador LHC. Las partículas atravesarán varias de estas 'esteras' de fibras 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 estaremos haciendo es rastrear el viaje de estas partículas hasta su punto de partida. Esto debería darnos una idea de lo que sucedió hace 14 mil millones de años". antes de que desapareciera la antimateria, dejándonos con el asunto que tenemos hoy, "dice Bay.

Grandes flujos de datos

SciFi es un componente clave para adquirir datos a la mayor velocidad, ya que incluye filtros diseñados para preservar solo datos útiles. En un mundo ideal, los físicos recopilarían y analizarían todos los datos sin necesidad de utilizar demasiados filtros. Pero eso involucraría una gran cantidad de datos.

"Puede que ya estemos en el límite, porque, por supuesto, tenemos que guardar los datos en algún lugar. Primero usamos almacenamiento magnético y luego distribuimos los datos en el LHC GRID, que incluye máquinas en Italia, Los países bajos, Alemania, España, en el CERN, y en Francia y Reino Unido. Muchos países están participando, y numerosos estudios sobre estos datos se están ejecutando simultáneamente, ", agrega Bay. Señala la pantalla de su computadora:el rojo se usa para denotar programas que no están funcionando bien o aquellos que llevan varios días intentando ser incluidos entre las prioridades".

Bay pone claramente esta iniciativa en la perspectiva de un físico:"Si el LHC no tiene suficiente poder para descubrir nueva física, ¡Todo ha terminado para mi generación de físicos! Tendremos que idear una nueva máquina, para la próxima generación ".