Medir as diferencias entre a oscilación de neutrinos —partículas cuxa masa é cando menos un millón de veces inferior á do electrón— e antineutrinos —as súas réplicas de antimateria— para contribuír ao avance do coñecemento do universo. Este é o obxectivo do experimento Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE, polas súas siglas en inglés), o proxecto internacional máis ambicioso e avanzado ata a data para o estudo dos neutrinos. Con miles de científicos de ducias de países implicados, a Universidade de Vigo (UVigo) súmase agora a este experimento a través dun equipo de investigadores do Centro de Investigación en Tecnoloxías, Enerxía e Procesos Industriais (Cintecx).
Esta participación enmárcase dentro dun acordo asinado recentemente entre o Ministerio de Ciencia, Innovación e Universidades (MICIU) e Fermilab, o Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi do Departamento de Enerxía do Goberno dos Estados Unidos. O obxectivo deste memorando de entendemento (MoU) é impulsar a participación das institucións españolas no experimento DUNE e colaborar na construción dos detectores, situando España ao nivel das grandes contribucións internacionais en física de neutrinos.
A colaboración estenderase durante os próximos 15 anos e participan, representando á UVigo, os investigadores de Cintecx Enrique Casarejos, como membro do Institutional Board de DUNE, Joaquín Collazo e Jacobo Baldonedo, a través de dous proxectos nacionais dos que son investigadores principais.
1.400 científicos de máis de 240 institucións
DUNE é unha colaboración internacional formada por 1.400 membros de máis de 240 institucións de 39 países, entre outros, España, Francia, Italia, Reino Unido, Suíza, Brasil, Colombia, Canadá, Estados Unidos, India, Xapón, ademais da Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). España representa o 4% da colaboración e participa en DUNE desde os seus inicios en 2015 a través de seis grupos de investigación o Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), o Instituto de Física Corpuscular (CSIC-UV), o Instituto de Física Teórica (CSIC-UAM), o Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE-USC), a Universidad de Granada e a UVigo.
Actualmente este é o proxecto internacional máis punteiro para o estudo das propiedades dos neutrinos. A finalidade é medir as diferencias entre a oscilación de neutrinos e antineutrinos, o que podería axudar a explicar a preponderancia da materia fronte á antimateria e avanzar así no coñecemento sobre o universo.
Ademais, esta investigación tamén buscará detectar neutrinos xerados no colapso dunha estrela ou procedentes do sol. O experimento desenvolverase entre a infraestrutura LBNF (Long-Baseline Neutrino Facility), que se atopa en construcción en Illinois (EEUU), e a Instalación Subterránea de Investigación Sanford (SURF), situada a 1.500 metros de profundidad en Dakota do Sur (EEUU).
No marco do proxecto tamén se está a traballar con varios prototipos de DUNE no laboratorio europeo de física de partículas no CERN. A idea é crear e impulsar neutrinos e antineutrinos dende o laboratorio de Illinois e detectalos cando cheguen á SURF, a 1.300 quilómetros de distancia. Un detector próximo ao punto de produción caracterizará os neutrinos no seu punto de partida e outro situado no SURF captaraos para estudar os cambios nas súas propiedades.
Participación da UVigo
A participación española en DUNE céntrase no desenvolvemento e produción de tecnoloxías avanzadas, como o sistema de detección de luz e de monitorización de temperaturas, tanto para os prototipos do CERN como para os grandes detectores de argón líquido na Instalación Subterránea de Investigación Sanford (SURF). Ademais, España contribúe á preparación do programa de física e ás ferramentas de simulación e análise de datos do experimento.
En concreto, dende a UVigo, os investigadores de Cintecx realizarán simulacións de dinámica de fluídos computacional (CFD–Computational Fluid Dynamics en inglés), empregando métodos numéricos e algoritmos para resolver e analizar problemas sobre o fluxo de fluídos, das condicións de estabilidade de fase e transporte de moléculas contaminantes na cámara de argón líquido a alta presión. A contribución da UVigo tamén estará presente no Comité Institucional de DUNE, do que é membro o coordinador do grupo Deseño e Simulación Numérica en Enxeñaría Mecánica (DSN), adscrito a Cintecx, Enrique Casarejos.
Construíndo e montando sistemas de I+D dende 2005
A ampla experiencia no desenvolvemento e integración de detectores de partículas en instalacións internacionais de física dos investigadores de Cintecx integrarase agora nas actividades da colaboración internacional do experimento DUNE. Segundo explica o coordinador do grupo DSN, Enrique Casarejos, “dende 2005, os investigadores da UVigo levan deseñando, construíndo e montando sistemas mecánicos en programas de I+D financiados en convocatorias competitivas. Un dos exemplos da nosa experiencia no desenvolvemento e integración de detectores de partículas en instalacións internacionais é a do GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung en Darmstadt, Alemaña”, un laboratorio punteiro que empregan investigadores de todo o mundo para realizar experimentos e obter novos coñecementos sobre a estrutura da materia e o desenvolvemento do universo.
A través de dous proxectos do Plan Nacional liderados polos investigadores Joaquín Collazo e Jacobo Baldonedo do grupo DSN de Cintecx, cun financiamento que supera o 1,5 millóns de euros, estes investigadores consolidan a contribución da UVigo ao avance do experimento DUNE, realizando simulacións CFD das condicións de estabilidade de fase e transporte de moléculas contaminantes na cámara de argón líquido a alta presión.
Podes ler a noticia do DUVI na seguinte ligazón.
