Este detector, cuyo diseño y construcción ha sido liderado por el Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), estudiará la estructura de núcleos atómicos “exóticos” en el laboratorio de investigación nuclear FAIR, una de las infraestructuras científicas estratégicas de la Comisión Europea. En el diseño y construcción de la estructura mecánica de CALIFA también ha participado la Universidade de Vigo y varias empresas gallegas.

CALIFA ya está instalado en el experimento R3B del acelerador FAIR, en Darmstadt (Alemania), una de las instalaciones científicas europeas de referencia en física nuclear. Tras finalizarse su diseño y construcción, la puesta en marcha de CALIFA permitirá realizar experimentos de precisión aprovechando las ventajas de los primeros haces de iones acelerados en FAIR. Con ellos, se estudiará la estructura y dinámica de núcleos atómicos inestables o exóticos a partir de 2020

El IGFAE participa desde hace más de una década en la colaboración R3B (Reactions with Relativistic Radioactive Beams), formada por 230 personas de 15 países y coordinada desde mayo de 2017 por la investigadora del IGFAE y profesora de la USC Dolores Cortina. Su grupo ha liderado entre 2005 y 2017 el diseño y construcción de su detector, CALIFA (CALorimeter for In-Flight detection of gamma-rays and high energy charged pArticles), un novedoso calorímetro capaz de detectar simultáneamente partículas cargadas y radiación gamma, cubriendo un rango energético sin precedentes: de los kiloelectrónvoltios (KeV) a las centenas de megaelectrónvoltios (MeV). Cabe destacar que la tecnología de detección utilizada en este tipo de detectores, así como las técnicas de reconstrucción de la información que se colecta, son comunes con las que se desarrollan en imagen médica y son útiles para el diagnóstico de enfermedades.

R3B utilizará iones radiactivos a velocidades cercanas a las de la luz y permitirá desarrollar un amplio programa de investigación que abordará cuestiones cruciales para la física nuclear, como el estudio de propiedades fundamentales de los núcleos atómicos y de la fuerza responsable de unir los protones y neutrones que los forman, además de reproducir las reacciones que tienen lugar en las estrellas, responsables de generar su energía y crear los elementos que vemos en el Universo.

Un “CALIFA” muy gallego

En la construcción de CALIFA, cuyo coste supera los 3,5 millones de euros en su primera fase (22% de los cuales han sido financiados con fondos captados por este equipo) y más de 5 millones de euros en total, ha participado personal investigador de Alemania, Suecia y Rusia. Dentro de España, la contribución gallega ha sido notable. Desde 2005, el IGFAE colabora con el grupo CIMA de ingeniería mecánica de la Universidade de Vigo, quien ha sido artífice del diseño de la estructura mecánica del detector. Además, empresas gallegas especializadas se han encargado de la fabricación de fibra de carbono, mecanizado de precisión y metrología. El otro grupo español de CALIFA es del Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC), centrado en desarrollar los centelladores innovadores de la parte frontal del detector que recibirán una enorme cantidad de radiación y donde la resolución en energía juega un papel muy importante.

FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) es un nuevo centro de investigación internacional prioritario para la Comisión Europea, incluido en la hoja de ruta ESFRI 2018 que identifica las instalaciones científicas prioritarias de interés paneuropeo. Un consorcio internacional contribuye a financiar los 1.500 millones de euros que costará este laboratorio equipado con los más potentes aceleradores de antiprotones e iones pesados del mundo. Allí, más de 3.000 personas de 50 países estudiarán la estructura y propiedades de la materia visible que forma el Universo, desarrollando labores de investigación básica y aplicada en el campo de la física nuclear. En España, participan más de 50 investigadores e investigadores del CSIC, el CIEMAT y las universidades Complutense de Madrid, Granada, Huelva, Politécnica de Barcelona, Sevilla, Santiago de Compostela y Vigo.

Miembros del equipo del IGFAE:
H. Álvarez Pol, J. Benlliure Anaya, P. Cabanelas Eiras, D. Cortina Gil, G. García Jiménez, D. Gonzalez Caamaño, M. Feijoo Rodríguez y J.L. Rodríguez Sánchez.

Miembros del equipo UVigo:
Enrique Casarejos, José Antonio Vilán, Abraham Segade, Angel Vilán, Marcos López, Pablo Izquierdo

Miembros del equipo IEM-CSIC:
M. J. García Borge, O. Tengbland, E. Nácher y A. Perea.

Más información y contacto:

• Dolores Cortina. Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) – USC: cortina@usc.es y 600942337.
• Nota de prensa de la puesta en marcha de los aceleradores de FAIR: http://www.gsi.de/en/start/news/details/2018/06/21/beam_on_accelerator_operation_restarts_experimental_time_is_being_prepared.htm?no_cache=1&cHash=ddcf3be72757e00b88febfbbaeb0da2
• Colaboración NUSTAR: http://www.r3b-nustar.de/index.php

Imagen: vista de la línea de haz desde la izquierda de CALIFA en FAIR. Créditos: IGFAE.