La Universidad de Córdoba trabaja en un experimento sobre protones en el CERN de Ginebra

El investigador del grupo FQM-378 Modelización y Simulación de Sistemas Físicos y profesor del Departamento de Física de la Universidad de Córdoba (UCO) Jorge Berenguer Antequera participa en Amber, uno de los experimentos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), con sede en Ginebra y en el que intervienen 35 instituciones de 13 países diferentes.

El citado programa Amber, que inició su andadura en el mes de mayo de 2023 y tendrá una duración de 10 años, abordará la cuestión de la naturaleza y la estructura de la mayor parte de la materia visible.

La Universidad de Córdoba ha informado de que la materia visible está formada por partículas subatómicas que se clasifican en dos grandes familias. Por un lado, se encuentran los leptones, que son partículas indivisibles de las que los electrones son las más conocidas. La segunda familia son los hadrones, cuyos representantes más conocidos son protones y neutrones, los constituyentes de los núcleos atómicos.

A diferencia de los leptones, los hadrones tienen una estructura interna compuesta por partículas más pequeñas llamadas quarks, que se mantienen unidas gracias a las interacciones fuertes descritas por la Cromodinámica Cuántica (QCD, del inglés Quantum ChromoDinamics).

El programa científico del experimento Amber se centra en el estudio de la estructura de los hadrones (la familia de partículas compuestas por quarks). Se desarrollarán estudios de mayor precisión del radio del protón que determine cómo se distribuye su carga, extendiéndolos a hadrones más complejos y se profundizará en el estudio de la composición de su estructura interna. También se llevará a cabo una búsqueda de nuevos tipos de materia, como la materia oscura (Dark Matter).

El programa Amber, que se refiere a las siglas en inglés de Apparatus for Meson and Baryon Experimental Research (Aparato para la investigación experimental de mesones y bariones), está formado por un sistema de detectores de partículas de diferentes tecnologías y principios activos que permite medir propiedades físicas características de las partículas que pasan a través de ellos.

En concreto, el investigador Berenguer Antequera trabaja con un tipo de detectores de gases, localizados en diferentes puntos del experimento, que se encargan de recoger las señales que las partículas cargadas dejan cuando interaccionan con las moléculas y los átomos del gas. Junto con la información correspondiente del resto de detectores se podrá trazar su procedencia.

El experimento continúa los estudios de uno anterior, Compass, en el que también participó Berenguer Antequera durante su etapa postdoctoral en la Universidad de Turín. Allí participó en la construcción de un prototipo de detectores de gases que ahora, ya en la Universidad de Córdoba, está contribuyendo en la puesta en marcha del prototipo final que sustituirá a los que se usaron en Compass. "En Amber se utilizan detectores heredados de Compass y la idea es sustituirlos por otros nuevos con una tecnología que permita hacer medidas de mayor precisión", explica Berenguer Antequera.

Amber constituye el primer paso para desarrollar una línea de investigación basada en cosmología y física de partículas a altas energías en la Universidad de Córdoba.

Actualmente, junto a Berenguer Antequera, la investigadora Beatriz Ruiz Granados, el catedrático Antonio Sarsa Rubio, también del Departamento de Física, y el investigador José Luis Ávila Jiménez del Departamento de Ingeniería Electrónica y de Computadores, han iniciado un proyecto UCO-Lidera, financiado con el Plan Propio 2023 de la UCO, para incorporarse a la colaboración internacional Calice (Calorimeter for Linear Collider Experiments) y contribuir a la definición del I+D de los detectores que formarán parte de los futuros experimentos en la próxima generación de colisionadores de partículas.