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Investigadores del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) han liderado el diseño y construcción del calorímetro CALIFA, que estudiará la estructura de núcleos atómicos 'exóticos' en el laboratorio de investigación nuclear FAIR (Alemania), una de las infraestructuras científicas estratégicas de la Comisión Europea a la que acaba de llegar.
El detector CALIFA (CALorimeter for In-Flight detection of gamma-rays and high energy charged pArticles) ya está instalado en el experimento R3B del acelerador FAIR, en Darmstadt (Alemania), una de las instalaciones científicas europeas de referencia en física nuclear.
El Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) ha liderado el diseño y construcción de la estructura mecánica de CALIFA. Este centro participa desde hace más de una década en la colaboración R3B (Reactions with Relativistic Radioactive Beams), formada por 230 personas de 15 países y coordinada desde mayo de 2017 por la investigadora Dolores Cortina del IGFAE.
La puesta en marcha de CALIFA permitirá realizar experimentos de precisión aprovechando las ventajas de los primeros haces de iones acelerados en FAIR. Con ellos, se estudiará la estructura y dinámica de núcleos atómicos inestables o exóticos a partir de 2020.
En concreto, CALIFA es un novedoso calorímetro capaz de detectar simultáneamente partículas cargadas y radiación gamma, cubriendo un rango energético sin precedentes: de los kiloelectrónvoltios (KeV) a las centenas de megaelectrónvoltios (MeV). Cabe destacar que la tecnología de detección utilizada en este tipo de detectores, así como las técnicas de reconstrucción de la información que se colecta, son comunes con las que se desarrollan en imagen médica y son útiles para el diagnóstico de enfermedades.
R3B utilizará iones radiactivos a velocidades cercanas a las de la luz y permitirá desarrollar un amplio programa de investigación que abordará cuestiones cruciales para la física nuclear, como el estudio de propiedades fundamentales de los núcleos atómicos y de la fuerza responsable de unir los protones y neutrones que los forman, además de reproducir las reacciones que tienen lugar en las estrellas, responsables de generar su energía y crear los elementos que vemos en el Universo.
Un CALIFA muy gallego
En la construcción de CALIFA, cuyo coste supera los 3,5 millones de euros en su primera fase (22% de los cuales han sido financiados con fondos captados por este equipo) y más de 5 millones de euros en total, ha participado personal investigador de Alemania, Suecia y Rusia. Dentro de España, la contribución gallega ha sido notable.
Desde 2005, el IGFAE colabora con el grupo CIMA de ingeniería mecánica de la Universidade de Vigo, quien ha sido artífice del diseño de la estructura mecánica del detector junto con el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC). Además, empresas gallegas especializadas se han encargado de la fabricación de fibra de carbono, mecanizado de precisión y metrología.
FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) es un nuevo centro de investigación internacional prioritario para la Comisión Europea, incluido en la hoja de ruta ESFRI 2018 que identifica las instalaciones científicas prioritarias de interés paneuropeo. Un consorcio internacional contribuye a financiar los 1.500 millones de euros que costará este laboratorio equipado con los más potentes aceleradores de antiprotones e iones pesados del mundo.
Allí, más de 3.000 personas de 50 países estudiarán la estructura y propiedades de la materia visible que forma el universo, desarrollando labores de investigación básica y aplicada en el campo de la física nuclear. En España, participan más de 50 investigadores e investigadores del CSIC, el CIEMAT y las universidades Complutense de Madrid, Granada, Huelva, Politécnica de Barcelona, Sevilla, Santiago de Compostela y Vigo.
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