IGFAE

O persoal investigador do IGFAE traballou desde 2008 na actualización do subdetector de vértices do experimento LHCb do CERN e o trigger de nivel máis alto (HLT). O desenvolvemento do novo VELO finalizou en maio de 2022 coa colocación da segunda metade do detector na caverna do acelerador. No Instituto desenvolvéronse os sensores, o ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), a electrónica e o sistema de baleiro e refrixeración. VELO é un instrumento que axudará a descubrir por que existe no universo máis materia que antimateria no período de funcionamento actual (Run3) do LHC, que comezou as súas operacións en xuño de 2022.

O Observatorio Pierre Auger, ubicado cerca da localidade de Malargüe, na provincia de Mendoza (A Arxentina), é o detector de raios cósmicos de ultraalta enerxía (UHECR) máis grande e preciso do mundo. O IGFAE estivo involucrado na construción e operación deste observatorio desde os seus comezos en 2002, liderando a participación española.

En 2022, o IGFAE contribuíu de maneira moi importante ao artigo que describe os resultados da fase 1 da toma de datos (entre 2008 e 2020) do Observatorio Pierre Auger no que respecta á determinación das direccións de chegada dos raios cósmicos de ultraalta enerxía (Arrival Directions of Cosmic Rays above 32 EeV from Phase One of the Pierre Auger Observatory. A. Aab et al. – The Pierre Auger Collaboration – Astrophysical Journal 935 (2022) 170. DOI: 10.3847/1538-4357/ac7d4e). Como resultado desta iniciativa, tamén en 2022 o IGFAE participou directamente na creación do catálogo dos 100 eventos de raios cósmicos máis enerxéticos detectados no Observatorio Pierre Auger, que ilustra a calidade dos datos recollidos no Observatorio.

DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) é a colaboración internacional para o desenvolvemento dun dos experimentos de neutrinos máis sofisticados xamais construído no mundo. Durante 2022, o IGFAE traballou no futuro detector de neutrinos dos Estados Unidos. As súas actividades centráronse principalmente na localización do chamado detector próximo (ND o Near Detector) de DUNE como parte do sistema ND-GAr (Gaseous Argon).

Así mesmo, está a explorar a posibilidade de implementar por primeira vez a detección de escintileo primario (‘T0’) nun detector Time-Projection-Chamber gasoso operado nun feixe de neutrinos. A aparición desta nova dirección tecnolóxica, que o IGFAE está estudiando de xeito pioneiro, ten dúas vertentes: por unha parte, a dispoñibilidade de feixes de neutrinos ultraintensos (como os provenientes do acelerador Fermilab nos Estados Unidos) que permiten a operación en fase gasosa e, por outra, os grandes progresos realizados no desenvolvemento de fotosensores baseados en silicio. Todo iso está unido aos avances na comprensión en detalle do transporte de electróns e os procesos de escintileo en gases de alta presión, aos que tamén contribuíu o IGFAE.

NEXT é unha colaboración internacional composta principalmente por institucións españolas —IFIC (Valencia), DIPC (Donosti) e IGFAE (Santiago de Compostela)— e dos Estados Unidos —FermiLab (Chicago, Illinois), University of Texas at Arlington e University of Harvard (Massachusetts)—. O seu obxectivo principal é a construción do detector NEXT-100 no Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) en España, para a busca da desintegración dobre beta sen neutrinos do núcleo de xenon 136. Se esta desintegración fose descuberta, demostraríase que o neutrino é a súa propia antipartícula, o que suporía un cambio paradigmático na nosa comprensión da física de partículas e da cosmoloxía do Universo.

O IGFAE participou na preparación e estimación das capacidades do detector NEXT-100, cuxa construción está case finalizada e que se espera que poida comezar a tomar datos no LSC no ano 2023. O grupo NEXT do IGFAE tamén participou en 2022 na análise de datos de prototipos máis pequenos como DEMO++, instalado en IFIC (Valencia), e NEXT-White situado no LSC, así como en desenvolvementos para incrementar o volume de detección de NEXT-100 (NEXT-HD) e das súas capacidades de detección da desintegración dobre beta sen neutrinos (NEXT-Bold).

O IGFAE desenvolve un programa científico na maior instalación de física nuclear do mundo, —FAIR (https://fair-center.eu/)—, que se está a construir en Darmstadt (Alemania). Este proxecto utiliza reaccións nucleares inducidas por feixes de proxectís exóticos a enerxías relativistas para caracterizar os mecanismos de reacción e obter información sobre a estrutura e dinámica dos sistemas nucleares lonxe da estabilidade no experimento R3B. En 2022 R3B desenvolveu unha importante actividade experimental cunha participación moi relevante do equipo do IGFAE.

O IGFAE lidera o primeiro experimento de fisión S455 inducida por un feixe relativista de 238U sobre un branco de LH2 en réxime case elástico (p, 2pf). O persoal do centro tamén participa na preparación da campaña de medidas en R3B (montaxe, probas de funcionamento, desenvolvemento de software) para 2022 dedicadas ao estudo das correlacións de curto alcance en materia nuclear exótica, así como na preparación de Letters of Intent, organizada por FAIR para definir a estratexia da colaboración R3B nos anos 2023-2025. Desde o punto de vista instrumental, o IGFAE centrou a súa contribución nos detectores que se encontran na zona do branco de R3B e, durante máis de 10 anos, liderando a construción de CALIFA. Actualmente, este traballo se desenvolve no sector CEPA.