Listo para descubrir los secretos del Universo

Fuente: Getty Images / Fotobank

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En el Instituto Central de Investigaciones Nucleares (ICIN) ubicado en la ciudad de Dubná, en los alrededores de Moscú se está realizando el montaje del colisionador de hadrones NICA (Nuclotron-based Ion Collider facility). Los científicos rusos esperan estudiar los procesos de formación de la sustancia nuclear, que tuvieron lugar en las primeras etapas de la formación del Universo. Grigori Trúbnikov, ingeniero jefe adjunto de ICIN y miembro de la Academia de Ciencias de Rusia habla sobre la cooperación internacional en el marco de este proyecto y de los planes de la investigación.

En los medios de comunicación al colisionador NICA lo llaman el “hermano menor” del Gran Colisionador de Hadrones. ¿En qué consiste este parentesco? ¿Cooperan de alguna manera con el CERN?

Estamos cooperando en distintas áreas. En primer lugar, el laboratorio de Dubná participó en el diseño de varias tecnologías clave para el LHC. En particular, en las de diagnóstico del haz de partículas. En realidad, durante la puesta a punto del LHC, los primeros giros del haz se diagnosticaron mediante el equipo suministrado por el ICIN.

Además, se diseñó otro dispositivo: un sistema de supresión de las oscilaciones coherentes del haz. Diferentes empresas rusas, incluidas las militares, participaron en su desarrollo durante varios años. Gracias a este trabajo los parámetros del haz permanecen estables durante un largo tiempo y se asegura el funcionamiento efectivo del colisionador.

Al mismo tiempo, antiguos trabajadores de nuestro instituto trabajan en el CERN actualmente y son responsables del funcionamiento de varios aceleradores en la cadena de la preparación del haz. 

¿Y de qué manera el CERN participa en el proyecto NICA?

El interés hacia por parte del CERN surgió aun antes de lanzar el proyecto NICA. En el 2008 firmamos un convenio general con el CERN donde se recogía el interés por participar en el montaje y la utilización del colisionador ruso. Llevamos varios años de estrecha colaboración; intercambiando tecnologías y proyectos. Sus especialistas llegan aquí con frecuencia, los nuestros van allá y asistimos a las sesiones utilizando su maquinaria, al igual que ellos con nosotros.

Además los investigadores del CERN son miembros de nuestro comité de peritaje, tanto en el campo de la aceleración, como en el de detección. Dos veces al año inspeccionan las posibles soluciones tecnológicas claves. Al mismo tiempo, el CERN nos facilita sus proyectos de software para el cálculo de la dinámica del haz, así como los programas de administración. 

¿Qué otros colegas extranjeros están interesados en participar en el proyecto?

Tenemos suscritos convenios generales de cooperación con varias organizaciones. Además del CERN, Brookhaven National Laboratory y el Laboratorio Nacional Fermi (Fermilab) que son dos importantísimos centros estadounidenses de aceleración. También tiene interés la Compañía alemana para la Investigación de Iones Pesados GSI (Darmstadt), la Asociación de Helmholtz,  el mayor centro de investigación científica de Alemania, y proyecto FAIR. Este último tiene como objetivo el mismo campo de investigaciones físicas que NICA, por eso es un sólido copartícipe nuestro.

Este agosto hemos celebrado el primer foro internacional con la participación de otros países en nuestro proyecto. A Dubná han llegado representantes de 11 países, entre ellos de Alemania, Italia, Sudáfrica e India. Al finalizar el foro se suscribió un acta que muestra la disposición para ser partícipes de pleno derecho del proyecto. Hubo también representantes del Ministerio de Ciencia y Tecnologías de China y hemos acordado que para finales de este año firmaremos un convenio similar también con ellos. De momento estamos en cooperación con el Instituto de Física de Plasma de la Academia de Ciencias de China, que diseña y produce los elementos superconductores para NICA.

¿En qué investigaciones se prevé hacer un  hincapié especial?

Nos hemos marcado dos principales campos. El primero, por supuesto, se refiere a la ciencia fundamental. Ante de todo se trata de investigaciones en el campo de altas densidades de sustancia nuclear. Desde hace 10-12 años es una importante corriente de estudio de la física mundial. Es interesante porque, de acuerdo con las teorias contemporáneas, se supone que este era el estado de la materia en las primeras etapas de la formación del Universo. El estudio de los estados de los quarks gluones permitirá encontrar las respuestas sobre cómo se estaba formando la materia durante los primeros estadios del Universo y qué leyes obedecían los quarks libres para formar los nucleones.

Otro campo son las investigaciones aplicadas. Aquí nuestra prioridad es la medicina nuclear. Aprovechando la experiencia del trabajo en los aceleradores superconductores, en el futuro podríamos organizar actividades médicas enfocadas, en particular, en las terapias de haz de enfermedades oncológicas. Actualmente en el mundo existen alrededor de 15-20 centros similares donde se tratan cada año decenas de miles de pacientes. Confiamos en que en el futuro próximo Rusia se acerque a los científicos extranjeros, y aquellas tecnologías de aceleración que utilizamos en el proyecto NICA puedan aprovecharse en nuestros centros de medicina nuclear.

Además estamos dispuestos a utilizar los aceleradores del sistema de colisión NICA para las pruebas de los aparatos espaciales: estudiar el efecto de los rayos ionizantes en los componentes electrónicos de microcircuitos y distintas unidades electrónicas de los aparatos cósmicos. Podremos hacer simulaciones en en la Tierra de lo que pasaría con estos dispositivos en el espacio.

Otra área de aplicación son las tecnologías de la información. Ya tenemos creado y estamos desarrollando el elemento de la computación grid para el tratamiento de datos obtenidos durante los experimentos en el LCH del CERN. Pronto se convertirá en uno de los mayores sistemas del cómputo distribuido en Rusia, una especie de “superordenador virtual”, que por supuesto se utilizará también para NICA.