Sebastian Tapia y Jorge López, ambos alumnos del Doctorado en Ciencias mención Física de la Casa de Estudios, contribuyeron con mejoras para la toma de datos del detector ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del centro europeo, sumándose a la previa construcción de detectores. Con ello, el Plantel es el único del país en poseer toda la cadena de producción científica.
Aportar y avanzar en el desarrollo de una de las dos líneas de investigación científica que la Universidad Técnica Federico Santa María, a través de su Departamento de Física, mantiene con la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), fue el objetivo de la estadía de investigación que los estudiantes del Doctorado en Ciencias mención Física del Plantel, Sebastián Tapia y Jorge López, realizaron recientemente en dicho centro.
Los sansanos pudieron viajar gracias al financiamiento y colaboración de MECESUP; CONICYT; la Dirección General de Investigación, Innovación y Postgrado (DGIIP) de la USM; el Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) del mismo Plantel; y el Fondo de la Comunidad Europea “The European Particle physics Latin America NETwork”, EPLANET.
Ambos estudiantes y especialistas en física de partículas, trabajan en la línea de investigación de análisis de datos, además de ayudar al funcionamiento y actualización del ATLAS. Uno de los proyectos más importantes de esta pasantía, consistió en el desarrollo de software de trigger para filtrar la información emitida tras las colisiones que genera el detector de muones. En esta área, Sebastian Tapia colaboró en el diseño y funcionamiento del algoritmo del software, para posteriormente trabajar en su funcionamiento operativo, evento que ocurre cuando se genera la colisión Plomo-Plomo en ATLAS.
“En mi primera estadía en el CERN, trabajé en el diseño de un trigger. Por concepto de colisión, se produce tanta información que no es posible guardarla con ningún aparato en el mundo. Entonces este trigger es un filtro que define qué información es importante de guardar”, detalló Sebastián Tapia. Asimismo, comentó que la segunda parte de este proyecto, “consistió en hacer funcionar el software, que es cuando el detector toma datos de plomo, siendo esa la característica principal que debía tener el trigger y resultó bien. Fue un trabajo que solo se puede realizar en un mes y, afortunadamente, nada falló”.
Luego de este importante proyecto, el investigador trabajó en el análisis de los datos arrojados producto de la implementación del trigger, tema que será abordado en su tesis doctoral. Fruto de dicha investigación, el científico logró identificar un nuevo estado de la materia denominado quark gluon plasma, materia que es importante de caracterizar ya que puede ayudar a explicar cómo tienen lugar las partículas que conforman el universo hoy en día.
“La idea es que todo este trabajo doctoral pueda ser publicado en una revista internacional. Una de las cosas importantes, es que todos los análisis que se desarrollan en la Universidad hoy en día, están en la frontera de lo que nosotros podemos conocer. Si hay un experto en materia de quarks propagándose con la materia es Sebastián Tapia, incluso a nivel mundial. Además, tenemos la fortuna de trabajar con el profesor William Brooks, quien es líder en estos tópicos”, explicó Jorge López, estudiante del mismo doctorado quien colaboró en el CERN con otro proyecto en el área de trigger.
Positivos resultados
Como parte de su qualification task, proyecto de calificación para ingresar como colaborador a la comunidad CERN, Jorge López trabajó en la confección de una herramienta que emula el sistema de trigger de electrones y fotones. Junto con Ryan White, investigador de la USM que también colabora con la organización científica, desarrollaron este software que reproduce la secuencia lógica del trigger, ayudando a detectar el funcionamiento y posibles fallas del sistema, sin la necesidad de realizar este proceso en tiempo real.
A través de este, “se analizan los cambios que se pueden hacer al trigger desde afuera, sin la necesidad de hacer correr toda la arquitectura complicada del dispositivo real. Con esto pudimos probar cambios pequeños, los que pueden ser muy relevantes en la toma de datos. Finalmente, tuvimos resultados positivos y logramos generar una herramienta que hoy se está utilizando en el CERN, probando que es posible hacer cambios rápidos, que permitan proponer cambios reales al dispositivo”, especificó López.
El aspirante a doctor en física, comentó que, en una segunda estadía en el CERN, comenzó un análisis que se convirtió en su proyecto de tesis del postgrado, el que consiste en estudiar cómo algunas partículas fluyen junto con el medio creado en una colisión de iones pesados.
Sobre los importantes avances que se han generado gracias la colaboración de la Casa de Estudios con el CERN, Sebastián Tapia comentó que “la USM es una de las pocas universidades en el mundo y la única universidad de Chile, que tiene la cadena completa de producción científica. Tenemos a personas que construyen detectores (sTGC para el ATLAS), también tenemos grupos de análisis de datos, que desarrollan estudios sobre la información que arrojan los detectores, y, además, tenemos un grupo de teoría que también es muy potente. Esto es relevante porque tenemos la explicación de todo lo que estamos observando, y eso no se ve mucho en el resto del mundo”.
Ambos estudiantes de doctorado han participado de diversas ponencias sobre sus estudios científicos, entre las que destacan la conferencia “Hard and Electromagnetic Probes of High-energy Nuclear Collisions o Hard Probes” realizada el 2016 en Wuhan, China; y la exposición “International conference on ultrarelativistic heavy-ion collisions o Quark Matter 2017”, realizada en Chicago, EE. UU.
