Colaboración del Cinvestav en CERN sin graves afectaciones

A finales de marzo de 2020, ante el anuncio de pandemia por covid-19, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) decidió operar con un mínimo de personal, en “modo seguro”, y pidió a los casi 8 mil científicos, procedentes de las de 60 países, que colaboran en el Gran Colisionador de Hadrones, acelerador de partículas integrado por un túnel circular de 27 kilómetros con cuatro detectores (ATLAS, ALICE, CMS y LHCB), continuar su trabajo en forma remota.

El análisis de datos que realizan investigadores del Cinvestav en su colaboración con CMS no tuvo mayor afectación por el confinamiento, incluso la coordinación y desarrollo de planes para nuevas investigaciones continúan, porque siempre trabajan de manera remota y no se ubican directamente en el laboratorio, esto gracias a que desde 2007 el Departamento de Física cuenta con un clúster de cómputo de alto rendimiento encadenado a la GRID (sistema distribuido que demanda mucho poder de procesamiento) del LHC, con el cuál se tiene acceso a todos los datos del experimento.

A pesar del confinamiento, hace unas semanas el experimento CMS envío a publicación su artículo número mil; un logro que incluyó análisis de datos del grupo de Cinvestav. Además, de manera particular los investigadores de este Centro han estado preparando un estudio, en revisión final, sobre la caracterización de los estados excitados del mesón Bc (llamados Bc(2S) y Bc(2S)*) que descubrieron y reportaron el año pasado.

A decir de Alberto Sánchez Hernández, jefe del Departamento de Física del Cinvestav y colaborador del experimento CMS, en el CERN, el confinamiento afectó el mantenimiento del acelerador durante su paro técnico. “Posiblemente el calendario original para iniciar la tercera etapa (corrida tres) del LHC, programada en noviembre de 2021, se posponga hasta febrero del siguiente año, pero la toma de datos iniciaría en el verano de 2022”.

En la tercera etapa de operación del acelerador, se espera acumular datos para hacer mediciones más precisas del bosón de Higgs, y otras partículas e incluso continuar con la búsqueda de supersimetría y modelos más allá del estándar; además, se preparará la etapa cuatro, planeada para 2027, donde se trabajará con alta luminosidad, y a una energía de 14 teraelectronvolts, energía para la cual fue diseñado el acelerador.

“Operar a una alta luminosidad permitirá tener una fábrica de bosones de Higgs; es decir, generar una gran cantidad de estas partículas para estudiar sus propiedades, si bien su masa y la razón de producción ya medidas con bastante precisión, hay otros parámetros desconocidos; también se pretende analizar su interacción con otras partículas (elementales), como el quark top (o cima), el más pesado”, explicó Sánchez Hernández.

Las mediciones experimentales requieren de tiempo y recursos computacionales, por lo que es necesario distribuir las tareas entre los miembros de la colaboración; si se trabaja en las instalaciones del experimento los recursos no alcanzan, por lo tanto, tener un clúster en Cinvestav permite dar prioridad a los análisis del grupo y desde su primera versión en 2001 ha servido para que los estudiantes involucrados generan sus investigaciones.

En cambio, las tareas que requieren del desarrollo de componentes para el detector CMS si tuvieron un ligero impacto, como fue en los estudios de un subdetector del sistema de muones llamado RPC (Resistive Plate Chambers). El ensamblaje de este detector es uno de los compromisos del grupo, integrado por Cinvestav y las Universidades Benemérita Autónoma de Puebla, de Sonora e Iberoamericana.

“Se trata de dos secciones (RE3/1 y RE4/1) que van a ser añadidas al sistema; la mejora responde a la necesidad de cobertura en una región específica para el sistema de muones que, además, soporte las condiciones del acelerador después de su acondicionamiento”, señaló Ricardo López Fernández, investigador y representante del Cinvestav en esta tarea.

El diseño general y la tecnología de estos nuevos sectores es muy parecida al ya instalado; las mejoras, que se encuentran en proceso, después de ser aprobadas, continuarán con su armado en México, son estructuras modulares que requieren infraestructura necesaria para hacer pruebas de funcionamiento del detector.  Las RPCs requieren de tres sistemas básicos para su operación: sistema de gases (son detectores de gas), alto voltaje y sistema de lectura, para esto las instalaciones de la Universidad Iberoamericana se están poniendo a punto con el objetivo de hacer las pruebas.

La agenda para 2020 era iniciar la construcción de las cámaras en septiembre y terminar a fin año, pero con la pandemia en Europa el trabajo se postergó; la estimación es que en el plan original se aplazará tres o cuatro meses, sostuvo López Fernández.