Galicia achega un papel clave a HADRON-2030, o novo proxecto de infraestruturas europeas para explorar a forza forte

O IGFAE e o Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), xogarán un papel clave no proxecto HADRON-2030, unha iniciativa europea de infraestruturas científicas, que trata de coordinar e aproveitar sinerxías, abríndoas á colaboración internacional. Deste xeito reuniranse o coñecemento e as capacidades experimentais e computacionais no ámbito da interacción forte, un dos piares do Modelo Estándar da física de partículas.

A gran aposta da iniciativa é abrir as infraestruturas da rede ao persoal investigador, que  poderá desprazarse entre instalacións complementarias, combinar coñecementos experimentais e teóricos, utilizar recursos dixitais compartidos e desenvolver as tecnoloxías necesarias para a próxima xeración da física de hadróns e nuclear, co obxectivo de reforzar a posición de vangarda de Europa nesta disciplina.

HADRON-2030, coordinado polo Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia, reúne 49 organizacións beneficiarias de 15 países, apoiadas por outras 86 institucións participantes, e integra aceleradores de referencia, instalacións experimentais, recursos teóricos e tecnoloxías de computación cuántica.

Este programa de acceso transnacional permitirá o acceso dos membros da comunidade investigadora en física de hadróns e nuclear ás principais instalacións experimentais e teóricas do continente, como o CERN (Xenebra, Suíza), GSI/FAIR (Darmstadt, Alemaña) ou GANIL (Caen, Francia). Isto permitirá elixir o espazo máis acaído para desenvolver unha determinada investigación, sen as limitacións da infraestrutura dispoñible nas institución de orixe.

O IGFAE-CESGA Quantum Computing Lab a única infraestrutura de simulación cuántica

Neste sentido, Galicia porá a disposición os seus recursos punteiros de computación cuántica e simulación analóxica, a través do IGFAE-CESGA Quantum Computing Lab, para que o persoal investigador poida desenvolver e probar algoritmos cuánticos en problemas de física de hadróns e nuclear. Así, ofrecerase acceso remoto ao computador cuántico e aos recursos de emulación cuántica do CESGA, así como ao simulador cuántico analóxico instalado no IGFAE, unha instalación única en España neste momento, e que tamén será a única infraestrutura de simulación cuántica en HADRON-2030.

Con esta participación, o IGFAE mantén a súa presenza nos proxectos de referencia no estudo da interacción forte. HADRON-2030 susténtase nos logros de STRONG-2020, que estivo presidido pola investigadora do IGFAE Elena G. Ferreiro, agora membro do Executive Board de HADRON-2030.

A presenza do Instituto tamén implicou a Néstor Armesto, que coordinou unha das áreas de traballo, dedicada a estudos de dispersión inelástica profunda (DIS) no LHC e futuros experimentos, mentres que Elena G. Ferreiro, xunto a Carlos Salgado, foron membros do Steering Committee encargado de deseñar e redactar a candidatura. En HADRON-2030 tamén asume tarefas de coordinación o investigador Yassid Ayyad, que liderará o grupo de traballo de acceso transnacional para o simulador cuántico do IGFAE e o CESGA.

Resolver as incógnitas sobre a interacción forte

A interacción nuclear forte é unha das catro forzas fundamentais da natureza. Une os quarks e gluóns para formar protóns, neutróns e outros hadróns e, á vez, mantén unidos os protóns e neutróns do núcleo atómico, onde se concentra case toda a masa da materia visible. A teoría que a rexe, a cromodinámica cuántica, é unha parte fundamental do Modelo Estándar da física de partículas.

Despois de décadas de investigación, segue sendo moi difícil calcular o comportamento da interacción forte en diversas condicións de enerxía e densidade. Así, persisten incógnitas que afectan, entre outras cuestións, ás propiedades das estrelas de neutróns, a interpretación de medidas dos colisionadores, os experimentos de neutrinos, as probas de simetrías fundamentais e as procuras de partículas ou interaccións máis alá do Modelo Estándar.

Para explorar as fronteiras desta disciplina, o programa de HADRON-2030 abordará  física de precisión, espectroscopía de hadróns, estrutura nuclear, materia que interactúa fortemente en condicións extremas, astrofísica nuclear e estudos tridimensionais da estrutura interna dos protóns e doutros hadróns.

Aplicacións sociais e formación

A investigación fundamental sobre a interacción forte permite, entre outros avances, o desenvolvemento de instrumentación e aplicacións que chegan a outros ámbitos da sociedade, como a imaxe médica ou tratamentos (como a protonterapia), monitorización de radiación, tecnoloxías de seguridade, inspección industrial e computación de alto rendemento.

Ademais, na liña do impacto social, o proxecto inclúe un investimento relevante en escolas, obradoiros, webinars, estadías, visitas de intercambio e actividades prácticas relacionadas coas infraestruturas de investigación proporcionarán formación a estudantes de doutoramento, investigadores posdoutorais, enxeñeiros e persoal técnico.

HADRON-2030 está financiado polo programa Horizonte Europa de investigación e innovación da Unión Europea, co Grant Agreement  nº 101292522.