Juan José Gómez Cadenas, professor d'Investigació del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) en l'Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre mixt de la Universitat de València i el CSIC, ha aconseguit una de les Advanced Grants de 2013 que concedeix l'European Research Council (ERC), organisme europeu que recolza la investigació d'excel·lència. Els 2,8 milions d’euros concedits per a cinc anys suposen un impuls per a NEXT, el projecte internacional liderat per Gómez Cadenas des de l'IFIC.
Aquest experiment se situa en el Laboratori Subterrani de Canfranc i busca resoldre una de les preguntes més intrigants de la Física: és el neutrí la seua pròpia antipartícula? A més de contribuir a l'explicació de per què la matèria es va imposar a l'antimatèria en els primers instants de l'Univers, aquesta investigació contribuirà a desenvolupar tecnologies amb aplicacions en camps com la imatge mèdica.
NEXT (Neutrino Experiment with a Xenon TPC) utilitza gas xenó en una càmera d'alta pressió amb un camp elèctric capaç de detectar els electrons que es produeixen en el fenomen conegut com a “doble desintegració beta sense neutrins”. Basat en el procés natural de la desintegració beta, la doble desintegració beta sense neutrins és un fenomen extremadament infreqüent (s'ha estimat la seua vida mitjana en 1025 anys) que encara no ha estat detectat. Fer-ho confirmaria la hipòtesi proposada pel misteriós físic italià Ettore Majorana en els anys 30: que el neutrí, l'anomenada ‘partícula fantasma’ per la seua dificultat per a ser detectada (amb prou feines interactua amb la matèria), és la seua pròpia antipartícula.
Açò tindria importants repercussions per a la Física i la Cosmologia, i oferiria una explicació a un dels interrogants més importants de la ciència: per què el nostre Univers i nosaltres mateixos estem fets de matèria i no d'antimatèria (rèplica idèntica excepte en la càrrega elèctrica), si es van crear en iguals quantitats.
La concessió de l'Advanced Grant, un dels instruments de l'ERC per a finançar projectes denominats de ‘alt risc’, capaços d'obrir nous camins en els seus respectius camps, “suposa una ajuda financera molt important que ens permet seguir treballant en temps difícils”, opina Juan José Gómez Cadenas. “Sense aquesta ajuda el projecte s'arriscava a ralentir-se o fins i tot detenir-se. A més, suposa un reconeixement a la qualitat del projecte”.
Fins al moment, gràcies al finançament aconseguit en l'extint programa Consolider-Enginy 2010, l'equip de NEXT ha construït tres ‘prototips’ de l'experiment per a demostrar que és capaç de mesurar aquest extraordinari procés. Els resultats més importants sobre l'energia que és capaç de detectar, el mètode per a reconstruir les traces de les partícules i l'estabilitat de tot el sistema, han estat publicats, i ara estudien diferents mescles de gasos.
Els 2,8 milions de l'ERC per a cinc anys “serviran per a contractar personal i construir el detector principal NEXT-100”, compost per 100 quilos de xenó enriquit amb l'isòtop Xe-136.
Aquest detector s'instal·larà a l'interior de la muntanya del Tobazo, en el Laboratori Subterrani de Canfranc, que l’aïlla del ‘soroll de fons’ d'altres processos de desintegració. “Si tot va bé, la primera fase de l'experiment s'acabarà de construir en 2014 i prendrem dades a Canfranc en 2015. La segona fase de construcció serà en 2016”, avança l'investigador de l'IFIC.
Per a Gómez Cadenas, allò que distingeix a NEXT d'altres experiments que persegueixen el mateix objectiu és que és l'únic europeu basat en el xenó, la qual cosa “aporta avantatges importants, tals com l'extraordinària resolució en energia i el senyal topològic” (l'observació dels dos electrons procedents del senyal de la doble desintegració beta). “També s'han valorat els excel·lents resultats obtinguts i la qualitat científica de l'equip i de l'investigador principal”, remarca.
“Accedir a finançament extern és molt difícil”, opina Gómez Cadenas, per la qual cosa cal comptar amb suport intern. “Sense el Consolider CUP, que ens va donar els anys inicials necessaris per a formar-nos, l'Advanced Grant haguera estat molt difícil”. És la primera vegada que l'ERC atorga una d'aquestes ajudes a un projecte espanyol en física de partícules experimental, en una convocatòria (2013) on s'han concedit 13 a diverses institucions científiques espanyoles (amb una taxa d'èxit del 12% en total).
“La participació d'Espanya en el CERN ha estat clau per a desenvolupar la física experimental d'aquest país, i al seu torn permetre'ns liderar experiments”, considera l'investigador. “Hem de cercar un equilibri entre el que s'inverteix en els experiments internacionals, on hem d'estar presents i jugar un paper de lideratge, i l'engegada d'experiments com NEXT”, una col·laboració internacional liderada des d'Espanya.
NEXT està format per 70 investigadors i enginyers de diverses institucions espanyoles (IFIC, Universitat Autònoma Madrid, Universitat Politècnica de València, Universitat de Santiago de Compostel·la, Universitat de Girona, Universitat de Saragossa) i internacionals: Universitats de Coïmbra i Aveiro (Portugal); Universitat Antonio Nariño (Colòmbia); JINR (Rússia); Universitats de Texas i Iowa State, a més del Lawrence Berkeley National Laboratory (EUA). L'inventor del sistema de detecció de partícules de NEXT, David Nygren, participa en el projecte.
La tecnologia de reconstrucció d'electrons, tant des del punt de vista maquinari (on s'utilitza un nou tipus de sensors, anomenats SiPM, o fotomultiplicadores de silici) com del programari (els programes de reconstrucció), tenen molt en comuna amb els sensors i tècniques que s'utilitzen en imatge mèdica. De fet, els investigadors de NEXT han col·laborat amb l'investigador valencià José María Benlloch, que a través d'una spin-off sorgida en l'IFIC ha creat diversos sistemes que milloren el diagnòstic de malalties com el càncer de mama.
Data d'actualització: 30 de de setembre de 2013 10:30.
Llista de notícies
