GANIL – ACTAR TPC

Comprender la estructura y la dinámica nuclear a partir de la fuerte fuerza subyacente descrita por QCD es uno de los principales desafíos en la física nuclear actual. Los núcleos exóticos, con proporciones extremas de número de protones a neutrones, proporcionan un campo de juego ideal para abordar cuestiones clave en física nuclear y astrofísica.

• ¿Cómo cambia la estructura de los núcleos con la temperatura, el isospín y el momento angular?
• ¿Cómo une la fuerza nuclear fuerte los nucleones en los núcleos atómicos?
• ¿Cuál es el origen de los elementos en la naturaleza?
• ¿Cuáles son los procesos nucleares involucrados en la evolución de las estrellas?

Acceder a los límites de la carta nuclear es un gran desafío y se requiere equipo altamente innovador para llegar a otras regiones de la carta nuclear.

El objetivo activo y la cámara de proyección del tiempo (ACTAR TPC) es un nuevo sistema de detección lleno de gas que permitirá nuevos estudios en la estructura y las desintegraciones de los núcleos más exóticos. El uso de un volumen de gas que actúa como un medio de detección sensible y como el objetivo de reacción en sí mismo (un «objetivo activo») ofrece ventajas considerables sobre los detectores y técnicas tradicionales de física nuclear. En física de alta energía, los detectores de TPC han encontrado aplicaciones rentables, pero su uso en física nuclear ha sido limitado.

Con el diseño ACTAR TPC, los tamaños de almohadillas de detección individuales de 2 × 2 mm2 son los más pequeños que se hayan intentado en cualquiera de las dos disciplinas, pero son un requisito para la espectroscopia nuclear de alta resolución y alta eficiencia. El correspondiente gran número de canales electrónicos (16.000 desde una superficie de solo 25 × 25 cm) requiere nuevos desarrollos en electrónica de alta densidad y sistemas de adquisición de datos que aún no están disponibles en el dominio de la física nuclear.

Financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC) en 2014, ACTAR TPC es un ambicioso proyecto responsable del desarrollo de un novedoso y versátil sistema de detección para experimentos con haces de isótopos raros en GANIL (Francia) y CERN-ISOLDE (Suiza) y otras instalaciones en todo el mundo. La colaboración de ACTAR TPC está compuesta por investigadores e ingenieros de GANIL, CENBG, IPN Orsay en Francia, K.U. Leuven en Bélgica, y la Universidade de Santiago de Compostela en España.