AMPLIAN EL HORIZONTE DE LA FÍSICA CON

UN NUEVO ACELERADOR DE PARTÍCULAS

*Científicos del Cinvestav participan en el desarrollo de un detector de luz para el experimento Belle II, que formará parte del colisionador de alta intensidad KEK, en Japón

Tras los logros obtenidos con el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en Suiza, un grupo internacional de expertos, en el que participan científicos mexicanos con el desarrollo de un detector de luz, está listo para poner en marcha otro experimento de física de partículas en Tsukuba, Japón.

A diferencia de los ensayos realizados en el LHC con colisiones de protones a altas energías, este ambicioso experimento, denominado Belle II, operará con otra clase de partículas subatómicas, los electrones y su contraparte de antimateria con carga positiva, los positrones, que se harán chocar a velocidades cercanas a las de la luz en flujos de alta intensidad.

Las pruebas de funcionamiento de Belle II -que tendrán como sede la Organización de Investigación con el Acelerador Japonés de Altas Energías (KEK)- comenzarán el año próximo, y hacia 2018 se prevé la toma de datos.

Con este proyecto internacional, en el que colaboran más de 700 científicos de 40 países, podrán explorarse nuevas fronteras de la física o detectarse en forma indirecta nuevas partículas como el Bosón de Higgs.

“Una forma de observar los procesos internos de la materia es utilizar aceleradores de partículas de muy alta energía, como el LHC; pero la opción que va a explotar el KEK en Japón es la búsqueda a través de flujos con una mayor cantidad de disparos”, explicó el físico Eduard de la Cruz Burelo, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav).

El científico del Departamento de Física del Cinvestav aclara las diferencias entre ambos aceleradores con una analogía: mientras el LHC realiza el equivalente a disparos de cañón altamente energéticos, el KEK los hará en mayores cantidades, pero a menor energía, como si fuese una escopeta.

GENERARA MAS INTENSIDAD

“El Belle II tendrá 10 veces más intensidad, pero su energía será mil veces menor”, precisa el físico.

El investigador -uno de los cuatro integrantes del Cinvestav que se unieron a este proyecto internacional en 2013- señala que con ese equipo se generará un mayor número de colisiones de partículas (se calcula 10 veces más que en LHC cada año), lo que aumentará las posibilidades de producir procesos de física cuántica -a nivel subatómico- que aún no se han observado.

“Mayor intensidad significa en este caso empaquetar una mayor cantidad de electrones y positrones (las partículas que se harán colisionar) en menor espacio, por eso tuvimos que desarrollar e instalar la tecnología necesaria para hacer detecciones”, agrega De la Cruz.

El nuevo experimento retoma gran parte de la infraestructura del KEK utilizada para una colaboración previa, denominada Belle, en la cual laboraron los ganadores del Premio Nobel de Física 2008, Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa.

El equipo mexicano -que incluye tres profesores y un estudiante del Cinvestav- participa en el desarrollo de un monitor de radiación (detector de señales luminosas) llamado LAB-M, que básicamente ayudará a calibrar el haz de electrones y positrones.

Al desplazarse a velocidades cercanas a la de la luz, dichas partículas emiten radiación que al ser registrada provee información sobre qué tan comprimido y centrado está el haz.

Por eso, los científicos canalizan la señal luminosa a través de un sistema de tubos con espejos hacia una caja óptica localizada a 15 metros del acelerador, donde una serie de detectores convierten la luz en señales eléctricas.

“De esta manera podemos medir varias características, como la intensidad y polarización de la luz”, dijo el investigador del Cinvestav acerca de este equipo de detección dotado con ocho motores para mover los espejos y que será montado en noviembre próximo con la meta de iniciar las pruebas de calibración en enero de 2016.