Investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), del Instituto de Estructura de la Materia (IEM, CSIC), del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE, USC) y de la Universidad de Vigo se han desplazado estos días a la ciudad de Darmstadt (Alemania), para instalar los últimos módulos del detector CALIFA, un calorímetro que se integrará en el centro de investigación internacional FAIR. Este hito supone la culminación de casi 20 años de trabajo en el diseño y posterior construcción del detector, en un proyecto liderado por el IGFAE.

CALIFA se instalará en el experimento R3B, una de las colaboraciones científicas más importantes de FAIR. Este experimento, que cuenta actualmente con la participación de más de 250 científicos y científicas de 15 países, se dedica al estudio de la estructura y dinámica del núcleo atómico y está coordinado desde mayo de 2017 por la investigadora Dolores Cortina, investigadora científica del CSIC en el IFIC. El proyecto también ha implicado a varias empresas gallegas especializadas en la fabricación de fibra de carbono, mecanizado de precisión y metrología.

Módulos de detección CEPA

En esta última fase, el equipo español ha finalizado la construcción y montaje de los módulos de detección de CALIFA conocidos como CEPA. Este paso mejorará de manera sustancial la detección de radiación gamma y partículas cargadas de alta energía que se producen en el momento de la reacción nuclear. Con ello aumentará de forma notable la eficiencia del experimento R3B, y facilitará la realización de medidas de precisión aprovechando las ventajas de los haces de iones acelerados en FAIR.

Con la entrega de CEPA se cierra una etapa de construcción de CALIFA que ha durado más de 10 años (a los que hay que sumar la investigación y diseño previos) en la que ha participado personal de España, Alemania y Suecia. El coste actual del detector CALIFA supera los 3,8 millones de euros, 24% de los cuales han sido financiados con fondos captados por este equipo de investigación. Una vez completado el trabajo, el coste final de CALIFA superará los 5 millones.

El calorímetro CALIFA es capaz de detectar simultáneamente partículas cargadas y radiación gamma, cubriendo un rango energético sin precedentes, de los kiloelectrónvoltios (KeV) a centenares de megaelectrónvoltios (MeV). La tecnología de detección utilizada en este tipo de detectores, así como las técnicas de reconstrucción de la información recogida, son similares a las que se desarrollan en el campo de la imagen médica. De hecho, la I+D realizada para CALIFA ha dado pie a un proyecto de “prueba de concepto” cuya finalidad es acelerar la transferencia de conocimiento y resultados generados en el ámbito de la investigación fundamental.

Sobre R3B y FAIR

El experimento R3B (Reactions with Relativistic Radioactive Beams) utiliza iones radiactivos a velocidades cercanas a la luz, con los que se desarrolla un amplio programa de investigación en cuestiones cruciales para la física nuclear. Entre ellas destacan el estudio de propiedades fundamentales de los núcleos atómicos y de la fuerza responsable de unir los protones y neutrones que los forman, así como la importancia de las correlaciones que se dan entre nucleones. Así, R3B tiene también por objetivo reproducir las reacciones que tienen lugar en las estrellas y que son responsables de generar su energía y crear los elementos que vemos en el Universo.

R3B es uno de los experimentos que se desarrolla en FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research in Europe), un nuevo centro de investigación internacional para el estudio de la estructura y propiedades de la materia visible que forma el Universo. Se encuentra actualmente en construcción, y se ubica en las proximidades de Darmstadt. Una vez finalicen los trabajos, FAIR estará equipado con los más potentes aceleradores de antiprotones e iones pesados del mundo. El centro acogerá a más de 3.000 personas de 50 países, que desarrollarán labores de investigación básica y aplicada en el campo de la física nuclear. El coste de su construcción, de unos 1.500 millones de euros, está financiada por un consorcio de nueve países,

Más de 50 investigadores españoles del IFIC, IEM, CIEMAT, Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Granada, Universidad de Huelva, Universidad Politécnica de Barcelona, Universidad de Sevilla, Universidad de Santiago de Compostela y Universidad de Vigo participan en los programas científicos de FAIR.