Investigadores del Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) han instalado un subdetector bautizado como VELO, en uno de los experimentos del gran colisionador de hadrones del CERN, el LHC, que permitirá, entre otras cosas, avanzar en el conocimiento del equilibrio entre materia y antimateria en el universo.

El mayor acelerador de partículas del mundo ha estado parado durante 4 años para aumentar su luminosidad, miles de personas trabajan para su puesta a punto y el reinicio de su actividad, previsto para el 5 de julio. Así, los investigadores gallegos Antonio Fernández Prieto, Edgar Lemos Cid y Efrén Rodríguez Rodríguez se desplazaron el mes pasado a la sede del CERN en Ginebra para instalar este subdetector, que ayudará a averiguar por qué existe en el universo más materia que antimateria.

El IGFAE ha participado, desde 2008, en el desarrollo de los sensores, el ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), la electrónica y el sistema de vacío y refrigeración, y que ahora, en su versión mejorada, está listo para comenzar a «buscar física más allá del Modelo Estándar».

El LHC es un acelerador de partículas con forma de anillo de 27 km de diámetro que acelera protones e iones en direcciones opuestas a velocidades cercanas a las de la luz para hacerlas chocar entre sí. La energía de la colisión se transforma en materia, es decir, en nuevas partículas que son estudiadas por experimentos distribuidos en distintos puntos del anillo para comprender el origen de la materia y el universo.

En uno de esos puntos se encuentra el experimento LHCb, donde se ha instalado el nuevo VELO (VErtex LOcator), el subdetector más importante para detectar el punto de interacción de los haces de protones del acelerador y las partículas producidas en la colisión. Su objetivo es recrear con muchísima precisión la trayectoria de las partículas tras la colisión, diferenciando entre los vértices primarios (punto donde se generan los mesones b) y los vértices secundarios (donde se desintegran).

Para conseguirlo hay que acercarse lo máximo posible al punto de colisión ya que las nuevas partículas recorren 8 mm antes de desaparecer y VELO se sitúa a tan solo 5,1 mm de ese punto. «Esto es muy interesante, pero al mismo tiempo es una de las dificultades de situarse tan cerca de los haces de protones del acelerador», ha explicado Edgar Lemos Cid.

Otro de los grandes logros de VELO es su capacidad para registrar 5 veces más colisiones al año y su rápida velocidad de lectura. Gracias a sus detectores de píxeles de silicio distribuidos en 52 módulos, captura eventos 40 millones de veces por segundo. «En el IGFAE nos hemos focalizado en la cadena de lectura electrónica del detector y el diseño de líneas de transmisión de datos de alta velocidad, que permiten el control y la lectura de los sensores», ha añadido Antonio Fernández Prieto.

MÁS ALLÁ DEL MODELO ESTÁNDAR

El Modelo Estándar es la teoría que mejor describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Sus predicciones se corroboran constantemente con las medidas realizadas en el LHC y otros experimentos de física de partículas, pero es una teoría incompleta.

No es capaz de explicar, por ejemplo, qué es la materia oscura o el origen de la masa de las partículas. «VELO nos permitirá buscar física más allá del Modelo Estándar», ha afirmado Abraham Gallas Torreira, investigador principal del IGFAE y coordinador de organización de la colaboración VELO. «En concreto, podremos hacer nuevas prospecciones en la física del sabor, la física electrodébil y la física de iones pesados», ha apostillado.

El equipo del IGFAE que ha participado en la colaboración VELO desde 2008 se compone de: Pablo Vázquez Regueira, Abraham Gallas Torreira (investigadores principales), Edgar Lemos Cid y Antonio Fernández Prieto (ingenieros doctores), Efrén Rodríguez Rodríguez(doctorando) y Antonio Pazos Álvarez y Eliseo Pérez Trigo (técnicos asociados).