O IGFAE aspira a coordinar a construción dun prototipo para o futuro acelerador do CERN

O Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE), centro mixto da USC e a Xunta de Galicia, aspira a coordinar a construción do prototipo dunha parte esencial para o FCC, o futuro colisionador de partículas do CERN (Organización Europea para a Investigación Nuclear). A construción do prototipo será iniciativa estratéxica para a I+D+I en Galicia, xa que implicará tanto á academia como ao tecido industrial especializado no ámbito dos aceleradores de partículas. Dada a magnitude do proxecto e a súa complexidade científica, técnica e financeira, é precisa unha colaboración estreita a todos os niveis. Neste proceso, o CDTI impulsa o procedemento da consulta preliminar ao mercado e a Compra Pública Precomercial; a Xunta, a través da Axencia Galega de Innovación, actúa como comprador público; e o IGFAE, como promotor científico técnico, é o centro de coñecemento que define, monitoriza e valida o prototipo.

Coa finalidade de chegar a construír en Galicia dito prototipo, lánzase xa a consulta preliminar ao mercado para que as empresas interesadas na fabricación do mesmo poidan expresar o seu interese ata o día 9 de xullo. O próximo 23 de xuño celebrarase na sede do IGFAE, en Santiago de Compostela, unha xornada para explicar a axentes interesados as claves de participación neste proceso, así como os obxectivos e o alcance que terá no ámbito galego, nacional e internacional. Os interesados en participar poden inscribirse xa na seguinte ligazón habilitada.

A través desta consulta, búscase coñecer o grao de desenvolvemento de tecnoloxías novidosas e relevantes no ámbito dos colisionadores de partículas para facer o prototipado completo e preindustrialización dunha sección representativa do Futuro Colisionador Circular (FCC-Future Circular Collider). Esta consulta marca o inicio do proceso de compra pública innovadora na modalidade de contratación precomercial levada a cabo polo CDTI e destinada a articular a participación de empresas e outros axentes do ecosistema de I+D+i neste reto.

Un prototipo para unha ‘maqueta’ de 43 metros

Co fin de deseñar e probar todas as compoñentes da primeira fase do futuro FCC, está prevista a construción dunha maqueta de 43 metros de lonxitude, na que se ensamblarán os prototipos que se desenvolverán nos respectivos países implicados no proxecto. Cando se constrúa o FCC, deberá replicarse ata 2.000 veces esta maqueta, concibida como unha unidade básica, chamada cela de arco (arc cells), ata completar toda a circunferencia.

Cada unha destas celas contará con imáns dipolares para curvar o feixe das partículas, así como imáns cuadrupolares e sextupolares que enfocan e desenfocan este feixe. Estes últimos están contidos nunha subunidade, chamada Sección Recta Corta (Short Straight Section – SSS), que é o obxecto concreto desta proposta. Para este fin, desenvolverase un banco de probas cun deseño a tamaño real, que será ensamblado e comisionado nas instalacións do propio IGFAE, para ser logo validado no propio CERN.

O retorno industrial, un obxectivo fundacional do IGFAE

Segundo destaca o director do IGFAE, Carlos Salgado, este proxecto “entronca cun dos obxectivos fundacionais do Instituto, o fomento da actividade industrial en tecnoloxías relacionadas coa física de partículas”. A construción deste equipamento para o futuro FCC supón un “proxecto tractor” para Galicia e o seu tecido de I+D+I, tanto na formación científica e técnica como na creación de emprego altamente cualificado.

O liderado do IGFAE nesta iniciativa é froito da longa colaboración do IGFAE co CERN (Organización Europea para a Investigación Nuclear), que se remonta á última década do século XX. Máis dun terzo do persoal do Instituto está adscrito ao CERN; principalmente, na área experimental a través da colaboración LHCb (á que hai que sumar a recente incorporación a CMS), mais tamén desde a perspectiva teórica.

Neste sentido, as novas instalacións do Instituto, inauguradas en 2025 cun investimento de 5 millóns de euros por parte da Xunta de Galicia, permitirán establecer nos laboratorios do IGFAE un banco de ensaios para validar os deseños, a integración de sistemas, os materiais  e o mantemento e manipulación dos equipos que se integrarán no FCC. Do mesmo xeito, as tecnoloxías desenvolvidas neste proxecto poderían usarse en futuras instalacións experimentais alén do CERN.

Desde o IGFAE coordinarán o proxecto, ademais de Carlos Salgado e Abraham Gallas, o investigador Néstor Armesto (coordinador da estratexia do Instituto para as novas infraestruturas científicas), e o enxeñeiro Antonio Fernández Prieto.

Un desafío científico e técnico sen precedentes

A construción do futuro FCC será un reto sen precedentes, non só para a física de partículas, senón para a enxeñaría civil. Contémplase cavar, a 200 metros de profundidade, un túnel de 91 quilómetros de circunferencia, no que se acelerarán e chocarán partículas ata velocidades próximas á luz, preto do cero absoluto (-273ºC) e nun baleiro semellante ao do espazo exterior. O custo estimado é de arredor de 15.000 millóns de euros.

Para crear estas condicións, requírense instrumentos resistentes a condicións extremas de temperatura, presión e radiación. Ademais, outro dos grandes retos, segundo destaca o equipo implicado no proxecto, é a estabilidade -a escala nanométrica-  e a resistencia a calquera vibración, co obxectivo de acadar o maior número posible de colisións de partículas. Igualmente, cómpre que calquera intervención no sistema se realice coa máxima eficiencia e automatización posibles, reducindo os tempos de inactividade requiridos polo mantemento do acelerador respecto ao actual LHC.

O FCC: unha porta á orixe do universo

No mes de maio, o Consello do CERN actualizou a Estratexia Europea de Física de Partículas, confirmando o FCC como a opción predilecta para suceder ao actual LHC unha vez acabe a súa actividade, a comezos da década de 2040. A decisión definitiva sobre a súa construción  non se tomará ata o ano 2028, aínda que a comunidade do CERN traballa desde hai moitos anos no seu deseño.

O FCC triplicaría o tamaño do actual LHC (de 27 a máis de 90 km de circunferencia). Isto é, de ter o seu centro en Santiago de Compostela, os bordos do acelerador estarían máis alá de localidades como Negreira, Padrón, Vedra ou Sigüeiro, así como do aeroporto Rosalía de Castro.

De saír adiante o proxecto, as obras comezarán na década de 2030, coa previsión de entrar en servizo cara a finais dos 2040, e operar ata finais do século XXI. Unha vez en funcionamento e tras unha fase de colisións entre electróns e positróns (antielectróns), o FCC poderá colidir protóns e outros núcleos atómicos a unhas enerxías moito maiores. Todos estos estudos permitirán coñecer mellor os elementos fundamentais da materia e, posiblemente, responder a algúns dos enigmas que persisten sobre a orixe do Universo, como a natureza da materia escura que ocupa a meirande parte do cosmos. Ademais, o coñecemento e a innovación tecnolóxica desenvolvidas para a súa construción terá aplicacións en moi diversos sectores, con impacto social.