Juan Carlos Cabanillas Noris, docente investigador del Instituto Tecnológico de Culiacán, trabaja en el Prototipo de Pruebas de un Detector de Centelleo para su Aplicación en el Detector MuonID del LHC en ALICE 3.

El experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), ha construido un detector dedicado al estudio de iones pesados relativistas, para explorar el potencial físico de las interacciones nucleón-nucleón, a energías del LHC (Large Hadron Collider).

ALICE cuenta con unas dimensiones de 26 metros de largo, 16 metros de alto y 16 metros de ancho, y un peso de 10,000 toneladas. Ubicado 56 metros bajo tierra en Sergy, en la frontera con St. Genis-Pouilly, Francia.

También está dedicado al estudio de la interacción fuerte de la materia en condiciones extremas de energía, donde se forma el plasma quark-gluon. Equipada con 15 detectores para la Run-3 del LHC, ALICE facilita la investigación de colisiones de iones para explorar fases de la materia a densidades extremas.

Este esfuerzo colaborativo involucra alrededor de 1,000 científicos de más de 100 institutos de física en 30 países, destacándose como un proyecto de propósito general en el LHC.

El objetivo principal es estudiar la materia fuertemente interactuante a densidad y energía extremas, donde la formación de una fase nueva de materia, el plasma de quarks y gluones es experimentado. La existencia de tal fase de materia y sus propiedades son clave de la Cromodinámica Cuántica para entender el confinamiento y la restauración de la simetría quiral. Para este propósito, se realiza un exhaustivo estudio de hadrones, electrones, muones y fotones, producidos en la colisión de núcleos pesados.

ALICE también estudia colisiones protón-protón y su comparación con la física de colisiones plomo-plomo, así como también la física donde ALICE es competitivo con otros experimentos del LHC.

Asimismo, el objetivo de Cabanillas Noris es desarrollar un prototipo de plástico centellador que mejore las prestaciones de captación de luz, rapidez de absorción y antienvejecimiento, mediante la evaluación de nuevas técnicas de manufactura y diseño.

Como parte de los resultados esperados en este proyecto de continuidad, se pretende que el prototipo final mejorado de un detector de plástico centellador, que se obtendrá como producto final de este trabajo, permita ser la base del nuevo detector mexicano de identificación de muones que se utilizará durante la etapa ALICE-3 del experimento ALICE, en la corrida 5 (Run-5) del Gran Colisionador de Hadrones (LCH) en el año 2035. Asimismo, se espera que este futuro detector opere en condiciones de alta luminosidad, radiación y temperatura.

Adicionalmente, investigadores y estudiantes del IT Culiacán, también se encuentran colaborando activamente en el desarrollo del sistema de control (DCS) de lo que será este nuevo detector de muones para la corrida 5, en virtud de la experiencia obtenida en el diseño, integración y operación del DCS de los detectores AD y FDD durante las corridas 2 y 3 del LHC en ALICE, respectivamente.

 

Los estudiantes que participan en este proyecto por parte de esta Institución son: Rafael Angel Narcio Laveaga, del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería y Kevin Fernando Núñez Aguilar, de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería.

Cabe destacar que se hizo la solicitud de ingreso del proyecto de MuonID/MID a la Colaboración ALICE-México durante el evento “First MuonID Mexico Meeting”, en diciembre de 2022. A partir de entonces se han desarrollado y propuesto dos proyectos de investigación, mismos que han sido apoyados por las convocatorias 2023 y 2024: Proyectos de Investigación Científica, Desarrollo Tecnológico e Innovación de TecNM.

Para este proyecto se trabaja en conjunto con la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), ubicada en la frontera entre Francia y Suiza, particularmente con la colaboración del experimento ALICE (ALICE Collaboration) y el equipo mexicano de MuonID (Mexican MuonID Team).

Al ser parte de estas colaboraciones, se trabaja de forma conjunta con investigadores de otras Instituciones de Educación Superior (IES) en México, como la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), y CINVESTAV Unidad Zacatenco. Así como de otros países como son: República Checa y Hungría, principalmente.