Cada tres años, el Instituto de Física de Altas Energías (HEPHY) de la Academia Austríaca de Ciencias organiza la Conferencia de Instrumentación de Viena (VCI). La VCI se presentó por primera vez en 1978 y se ha establecido como uno de los eventos más importantes sobre el desarrollo de detectores. Este año, la conferencia VCI2025 ha sido organizada por el HEPHY de la Academia Austríaca de Ciencias y la Universidad Técnica de Viena, y ha reunido a la comunidad internacional que trabaja en el desarrollo de detectores y electrónica para la física (física de partículas, física nuclear y astrofísica de partículas) y otros campos como la medicina y la biología.

Durante su celebración, la candidata a doctorado Melissa Almanza Soto, miembro del grupo AITANA en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del CSIC y la Universitat de València, recibió el premio al mejor póster otorgado por la VCI en la categoría de Premio al/la Joven Investigador/a NIM-A patrocinado por la revista Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Sección A. “Me honra tener la oportunidad de presentar nuestros resultados en VCI y que se reconozca la calidad de nuestro trabajo en el desarrollo del calorímetro para LUXE, resultados de una colaboración entre los seis institutos que conforman el grupo”, apunta Melissa.

El póster presentado recoge el estado de su trabajo en el grupo de calorímetros de electrones para el experimento LUXE, bajo la dirección del Dr. Adrián Irles. LUXE es un experimento novedoso ubicado en DESY y el European XFEL que investigará el régimen de la QED (electrodinámica cuántica) en campos fuertes utilizando las interacciones de electrones de alta energía del European XFEL en un potente láser.

"El reconocimiento a Melissa nos enorgullece a todo el equipo tanto en el IFIC como en LUXE. Construir el futuro del campo pasa, entre otras cosas, por formar y reconocer a expertos en el campo de la instrumentación. Este trabajo, hoy, nos abre en España oportunidades únicas como participar en LUXE desde la fase inicial de su concepción. El día de mañana, Melissa y otras científicas y científicos como ella nos darán, otra vez, la posibilidad de elegir qué física queremos hacer.” comenta Adrián Irles.

Con LUXE pavimentamos el camino para la exploración de un campo inexplorado, inaccesible experimentalmente hasta ahora: las interacciones cuánticas en campos de altísima intensidad. Además, la teoría disponible a día de hoy no permite describir las interacciones de las partículas con estos campos más allá de a primer orden y sin embargo estos fenómenos están presentes en eventos y objetos astrofísicos de gran relevancia como el colapso gravitacional de los agujeros negros, la propagación de rayos cósmicos y la superficie de los magnetares (estrellas de neutrones fuertemente magnetizadas). Medir estos procesos en LUXE será un hito en la física cuántica y de partículas.

El trabajo de Melissa y el grupo LUXE en el IFIC consiste en la I+D y construcción de un calorímetro electromagnético de alta granularidad y compacto, que es clave para el éxito del experimento. En su póster, Almanza discutió los últimos avances y estudios del grupo: los desafíos de diseño, los resultados de la caracterización de sensores, la creación de prototipos, integración y puesta en marcha para la próxima prueba con haces de partículas, y los resultados de tomas de datos en 2022 hasta este año. En la ponencia del póster, representó a todos los grupos involucrados en los desarrollos: DESY-Berlin, IFIC (CSIC/UV), ISS de Bucarest, Universidad de Cracovia AGH, Universidad de Tel Aviv y la Universidad de Varsovia.

Este trabajo en instrumentación también marca un hito para la construcción de futuros detectores de alta granularidad de flujo de partículas para las llamadas Higgs Factories, que son el núcleo de la Actualización de la Estrategia Europea para la Física de Partículas (en 2020 y la siguiente) como la prioridad estratégica más alta del campo. La futura Higgs Factory será un colisionador de leptones-leptones que integrará conceptos de detector como el discutido en el póster de Melissa. Además del experimento LUXE, el grupo AITANA también contribuye con roles de liderazgo en los desarrollos de I+D dentro de la nueva colaboración DRD-Calo de CERN, que es la colaboración de I+D que impulsa las actividades de instrumentación para futuros calorímetros en Europa (para Higgs Factories y más allá).

Referencias:

LUXE Conceptual Design Report Eur.Phys.J.ST 230 (2021) 11, 2445-2560
https://link.springer.com/article/10.1140/epjs/s11734-021-00249-z

LUXE Technical Design Report Eur.Phys.J.ST 233 (2024) 10, 1709-1974
https://link.springer.com/article/10.1140/epjs/s11734-024-01164-9