20 abril, 2021

Científicos BUAP aportan herramientas para develar el origen del Universo

*Presentan avances en el diseño de un detector para colisionador ruso ante comité internacional

*Gracias al trabajo que realiza el grupo mexicano también le fue asignada una segunda tarea: un sistema de verificación de la calidad del haz

Investigadores de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) entregaron la primera etapa del diseño de un detector de partículas (miniBeBe) que será empleado en el experimento MPD (Multi-Purpose Detector) del colisionador de iones ruso NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility), como sistema principal de disparo, esto después de que la BUAP formalizara esta colaboración con el Joint Institute for Nuclear Research (JINR) hace poco más de un año.

Este proyecto se suma a los esfuerzos de la comunidad científica por develar el misterio del origen del Universo, a través del estudio de la materia en condiciones extremas de densidad de energía y temperatura. En NICA se busca colisionar haces de iones pesados para estudiar las propiedades del plasma de quarks y gluones, un estado extremo de la materia que existió en los primeros instantes después del Big Bang o la gran explosión, una teoría que explica la creación inicial de la materia, el espacio y el tiempo.

El doctor Mario Rodríguez Cahuantzi, de la FCFM y coordinador del grupo de la BUAP en el experimento MPD-NICA, informó que a pesar de las condiciones adversas que se viven por la pandemia, como la limitación de hacer pruebas en laboratorio, el grupo de trabajo mexicano presentó avances significativos que ya fueron expuestos para su evaluación ante un comité científico internacional, tal y como lo marcan los protocolos.

“Fue muy bien recibida la propuesta científica, ahora estamos a la espera de que nos den las observaciones que debemos responder para pasar a la siguiente etapa. Se trata de documentos técnicos y científicos. La realidad es que estamos muy contentos porque a pesar de las circunstancias avanzamos e incluso se abrió otro nuevo proyecto en el diseño de un sistema de monitoreo de haz, lo que se torna muy interesante”.

El doctor Mario Rodríguez explicó que los avances que presentaron son sustanciales para la identificación de eventos de colisión, lo que facilitará definir qué datos del experimento serán adecuados para analizar, algo fundamental en todas las colaboraciones científicas que se originen, una responsabilidad asignada a los investigadores mexicanos.

De esta forma, los científicos mexicanos trabajan en perfeccionar las capacidades del detector multipropósito que será utilizado en el experimento ruso MPD, lo que servirá para seleccionar los eventos de interés y reconstruir las observables físicas después de la creación de las partículas, tras las colisiones. Es decir, hará más eficiente la colección de datos para analizar un estado de la materia que probablemente existió en los primeros microsegundos después del nacimiento del Universo, cuando la temperatura y la densidad fueron muy altas.

El equipo MexNICA también está conformado por investigadores del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV), del Instituto Politécnico Nacional (IPN) y de las universidades autónomas de Colima y Sinaloa.

Para el doctor Mario Rodríguez, la experiencia obtenida por investigadores de la BUAP en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), así como las publicaciones realizadas —diez, tan sólo en 2020—, han abierto la puerta a una segunda encomienda que será fundamental para la lectura de datos en el experimento ruso.

“Adicional al primer detector (miniBeBe) y por los buenos resultados respecto a los prototipos reportados en revistas especializadas, nos pidieron trabajar en otro sistema de monitoreo de haz (BeBe). Básicamente estos experimentos se basan en haces de partículas, en este caso protones o iones de oro o de bismuto, es por eso que nos piden en paralelo desarrollar un sistema que verifique la calidad del haz que están dando al experimento, a fin de proveer datos de colisión, entonces ya son dos responsabilidades muy importantes”.

Destacó que desde que propusieron a BeBe como segundo detector con el que contribuirá el grupo poblano se han acercado investigadores de otros países, como Rusia y Polonia, para conocer los alcances del detector que diseñan, pues también brindará información valiosa en una región que no se tenía contemplada, lo que generará nuevas líneas de investigación en la caracterización del plasma de quarks y gluones.

Gracias a estos proyectos postularon a concurso, a través Conacyt, estancias posdoctorales y ahora cuentan con dos investigadores en esta modalidad. “Uno de ellos se encarga de todas las pruebas a nuestro detector a nivel de Hardware y otra investigadora realiza los estudios a nivel de simulación”, añadió.

Los académicos de la BUAP que forman parte del MexNICA son Eduardo Moreno Barbosa, Guillermo Tejeda Muñoz, Cristian Heber Zepeda Fernández (Cátedra Conacyt) y Mario Rodríguez Cahuantzi. También participan los investigadores posdoctorales Lucio Fidel Rebolledo y Lucina Gabriela Espinoza Beltrán, además de los estudiantes Brenda Miranda, Valeria Zelina Reyna Ortiz, Javier Hernández, Brian Adair Maldonado y Edmundo Márquez, de licenciatura, maestría y doctorado, respectivamente.

Por su parte, en el Instituto Conjunto de Investigación Nuclear (JINR) intervienen 18 estados miembros y colaboran 800 centros científicos de 62 países. La inclusión de la Universidad en este mega proyecto científico refrenda el alto nivel académico que ofrece la BUAP, ya que los estudiantes desde licenciatura se ven involucrados en colaboraciones de gran impacto.

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