Galicia aporta un papel clave a HADRON-2030, el nuevo proyecto de infraestructuras europeas para explorar la interacción fuerte

EL IGFAE y el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA), desempeñarán un papel clave en el proyecto HADRON-2030, una iniciativa europea de infraestructuras científicas que trata de coordinar y aprovechar sinergias, abriéndolas a la colaboración internacional. De este modo se reunirán el conocimiento y las capacidades experimentales y computacionales en el ámbito de la interacción fuerte, uno de los pilares del Modelo Estándar de la Física de Partículas.

La gran apuesta de la iniciativa es abrir las infraestructuras de la red al personal investigador, que podrá desplazarse entre instalaciones complementarias, combinar conocimientos experimentales y teóricos, utilizar recursos digitales compartidos y desarrollar las tecnologías necesarias para la próxima generación de la física de hadrones y nuclear, con el objetivo de reforzar la posición de vanguardia de Europa en esta disciplina.

HADRON-2030, coordinado por el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), reúne a 49 organizaciones beneficiarias de 15 países, apoyadas por otras 86 instituciones participantes, e integra aceleradores de referencia, instalaciones experimentales, recursos teóricos y tecnologías de computación cuántica.

Este programa de acceso transnacional permitirá el acceso de los miembros de la comunidad investigadora en física de hadrones y nuclear a las principales instalaciones experimentales y teóricas del continente, como el CERN (Ginebra, Suiza), GSI/FAIR (Darmstadt, Alemania) o GANIL (Caen, Francia). Ello permitirá elegir el espacio más adecuado para desarrollar una determinada investigación, sin las limitaciones de la infraestructura disponible en las instituciones de origen.

El IGFAE-CESGA Quantum Computing Lab, única infraestructura de simulación cuántica

En este sentido, Galicia pondrá a disposición sus recursos punteros de computación cuántica y simulación analógica, a través del IGFAE-CESGA Quantum Computing Lab, para que el personal investigador pueda desarrollar y probar algoritmos cuánticos en problemas de física de hadrones y nuclear. Así, se ofrecerá acceso remoto al ordenador cuántico y a los recursos de emulación cuántica del CESGA, así como al simulador cuántico analógico instalado en el IGFAE, una instalación única en España en este momento, y que también será la única infraestructura de simulación cuántica en HADRON-2030.

Con esta participación, el IGFAE mantiene su presencia en los proyectos de referencia en el estudio de la interacción fuerte. HADRON-2030 se sustenta en los logros de STRONG-2020, que estuvo presidido por la investigadora del IGFAE Elena G. Ferreiro, ahora miembro del Executive Board de HADRON-2030.

La presencia del Instituto también implicó a Néstor Armesto, que coordinó una de las áreas de trabajo, dedicada a estudios de dispersión inelástica profunda (DIS) en el LHC y futuros experimentos, mientras que Elena G. Ferreiro, junto a Carlos Salgado, fueron miembros del Steering Committee encargado de diseñar y redactar la candidatura. En HADRON-2030 también asume tareas de coordinación el investigador Yassid Ayyad, que liderará el grupo de trabajo de acceso transnacional para el simulador cuántico del IGFAE y el CESGA.

Resolver las incógnitas sobre la interacción fuerte

La interacción nuclear fuerte es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. Une los quarks y gluones para formar protones, neutrones y otros hadrones y, al mismo tiempo, mantiene unidos los protones y neutrones del núcleo atómico, donde se concentra casi toda la masa de la materia visible. La teoría que la rige, la cromodinámica cuántica, es una parte fundamental del Modelo Estándar de la física de partículas.

Después de décadas de investigación, sigue siendo muy difícil calcular el comportamiento de la interacción fuerte en diversas condiciones de energía y densidad. Así, persisten incógnitas que afectan, entre otras cuestiones, a las propiedades de las estrellas de neutrones, la interpretación de medidas de los colisionadores, los experimentos de neutrinos, las pruebas de simetrías fundamentales y las búsquedas de partículas o interacciones más allá del Modelo Estándar.

Para explorar las fronteras de esta disciplina, el programa HADRON-2030 abordará física de precisión, espectroscopía de hadrones, estructura nuclear, materia que interactúa fuertemente en condiciones extremas, astrofísica nuclear y estudios tridimensionales de la estructura interna de los protones y de otros hadrones.

Aplicaciones sociales y formación

La investigación fundamental sobre la interacción fuerte permite, entre otros avances, el desarrollo de instrumentación y aplicaciones que llegan a otros ámbitos de la sociedad, como la imagen médica o tratamientos (como la protonterapia), monitorización de radiación, tecnologías de seguridad, inspección industrial y computación de alto rendimiento.

Además, en la línea del impacto social, el proyecto incluye una inversión relevante en escuelas, talleres, webinars, estancias, visitas de intercambio y actividades prácticas relacionadas con las infraestructuras de investigación, que proporcionarán formación a estudiantes de doctorado, investigadores posdoctorales, ingenieros y personal técnico.

HADRON-2030 está financiado por el programa Horizonte Europa de investigación e innovación de la Unión Europea, con el Grant Agreement n.º 101292522.