El Experimento DUNE: Nuevas noticias de nuestro aporte desde la EIA
Amelia Betancur. Profesora del Programa de Física Universidad EIA
Daniel Ávila. Investigador Proyecto DUNE Universidad EIA
Agosto 15 de 2024
En febrero de 2024, un equipo de ingenieros en Dakota del Sur celebró la finalización de cavernas gigantescas, excavadas a más de kilómetro y medio bajo tierra. Estas cavidades, comparables en tamaño a varios campos de fútbol, se excavaron durante más de dos años, removiendo alrededor de 800,000 toneladas de roca. Este esfuerzo titánico es parte del experimento DUNE, centrado en el estudio de los neutrinos, partículas fundamentales extremadamente ligeras y difíciles de detectar.
El experimento DUNE, administrado por Fermilab y financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., investiga las propiedades de los neutrinos, que son de tres tipos: electrónico, muónico y tauónico. En Fermilab, cerca de Chicago, protones acelerados a energías de 60 GeV o 120 GeV chocan con un blanco de grafito, produciendo grandes cantidades de neutrinos y antineutrinos. Estas partículas viajan bajo tierra hasta los detectores en Dakota del Sur, donde se analizan sus interacciones en piscinas de argón líquido.
El argón líquido se usa en los detectores porque es un elemento inerte y pesado, lo que aumenta la probabilidad de interacción con los neutrinos sin emitir señales que puedan confundirse. Los detectores en Dakota del Sur, equipados con tecnología de última generación como cámaras de proyección temporal, capturan las señales dejadas por los neutrinos al interactuar con el argón.
Esquema del experimento DUNE.
Imagen tomada de FermiLab, Creative Services
La Universidad EIA ha contribuido significativamente al desarrollo del sistema de detección de fotones (PDS) y la tarjeta DAPHNE. Desde 2019, el equipo ha trabajado en el diseño, construcción y optimización de estos sistemas. El PDS captura la información de los fotoelectrones generados por la interacción de los neutrinos con los átomos de argón, mientras que DAPHNE procesa estos datos para su análisis.
Para mejorar la eficiencia de DAPHNE, se desarrolló un módulo de «self trigger» que reconoce y transmite solo los datos relevantes de los eventos de neutrinos. Este módulo fue probado con éxito en el CERN, donde se encuentra el prototipo del experimento DUNE (protoDUNE). Los resultados mostraron una alta eficiencia en la detección de eventos, validando el diseño y la implementación del sistema.
Foto de la tarjeta electrónica DAPHNE que se encuentra en la Universidad EIA.
El equipo de la EIA continúa refinando y optimizando estos sistemas, contribuyendo a uno de los experimentos más importantes en la física de partículas. Este trabajo no solo avanza el conocimiento sobre los neutrinos, sino que también mejora las tecnologías de detección y análisis en este campo. La colaboración entre la EIA y Fermilab representa un avance significativo en la comprensión de nuestro universo y en el desarrollo de tecnologías avanzadas para la ciencia.
