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De la INFN de Frascati «aMUSE», una red de investigación

Trabajar en red con todo el mundo para incrementar la investigación y crear desarrollo tecnológico. Este es el objetivo de aMUSE, el proyecto financiado por la Unión Europea en el marco del programa RISE de Horizonte 2020, coordinado por el INFN (Instituto Nacional de Física Nuclear). Estos proyectos financian estancias de larga duración en países fuera de Europa para ampliar la formación del personal de los institutos de investigación y universidades con especial atención a los jóvenes para permitirles experiencias internacionales.

Hablando de aMUSE, acrónimo que significa «contribución avanzada del Campus Muon en Estados Unidos y Europa», está la Dra. Simona Giovannella, primera investigadora INFN de los Laboratorios Nacionales de Frascati, quien coordinó la redacción y organización del proyecto y desempeñará el papel Internacional Coordinador de la red.

“Esta es la extensión de otro proyecto europeo, MUSE, que en esta versión 2.0 incluye nuevas investigaciones”, dice Giovannella. “AMUSE coordina varios experimentos en el Muon Campus del FermiLab en Chicago, en particular Mu2e y Muon g-2. Investigaciones dedicadas al estudio de muones para mediciones de precisión utilizadas para investigar nueva física más allá del Modelo Estándar y para comprender cada vez más en detalle las leyes que gobiernan nuestro universo ”.

En los últimos días, la medición realizada por g-2 sobre las propiedades magnéticas del muón ha llenado la noticia por su extrema precisión y porque confirma lo observado hace 20 años en Brookhaven sobre la anomalía del momento magnético del muón. Incluso si todavía no estamos en el fatídico «5 sigma», que indica la línea más allá de la cual podemos hablar de «descubrimiento», podríamos estar a un paso de la evidencia de señales de «nueva física» (más allá del Modelo Estándar) y aMUSE comienza precisamente en un período de gran interés para la física de muones.

“Muon Collider también se ha sumado a la investigación” continúa Simona Giovannella, un anillo de colisión actualmente en estudio y completamente innovador. Se trata de colisionadores completamente innovadores que requieren la superación de importantes problemas técnicos y tecnológicos para poder ser fabricados. La transición de aceleradores de electrones y protones a colisionadores de muones es uno de los desafíos más desafiantes en el campo de la física moderna. Aquí las partículas chocarán precisamente para producir evidencia atribuible a señales que no constituyen la materia que conocemos hoy.

“Además de la física básica, las aplicaciones de esta investigación son innumerables. Solo para dar ejemplos, los cristales centelleantes que se utilizan para revelar el paso de partículas y que se desarrollan con las industrias socias del proyecto (la francesa Saint Gobain) «continúa» serán estudiados para aplicaciones en el campo médico de la imagen médica. y el diagnóstico mediante el aumento de la resolución de estas máquinas es muy alto, lo que nos permite observar tumores en sus estadios muy tempranos cuando sus dimensiones no son observables para los instrumentos actuales ”.

Muy interesante es el uso de cristales por parte de la Universidad de Cracovia, también socia de aMUSE, que los utilizará para diseñar herramientas para identificar sustancias peligrosas como minas y así extraer residuos sin explotar de la Segunda Guerra Mundial en el Mar Báltico, una zona que lamentablemente todavía lleno de bombas que representan un peligro considerable. Gracias a los detectores que se estudiarán durante el proyecto, será posible desarrollar sistemas capaces de identificar explosivos sumergidos y enterrados solo gracias al paso de partículas en nuestros cristales.

Además del INFN que coordina, en el proyecto participan universidades (la Universidad de Padua, la Universidad Sapienza, la Uniwersytet Jagiellonski polaca, la Universitat Mainz Johannes Gutenberg alemana y la Tecnische Universitaet Dresden y el Patronato de la Universidad Junior de Stanford) , instituciones de investigación (Helmotz-Zentrum Dresden, Laboratorio de instrumentacao e physics Lisbon, FermiLab de Chicago, PSI de Zurich y Brookhaven Science Associates) y empresas (el CAEN de Viareggio y el ya mencionado Saint Gobain francés).

Frascati Scienza también forma parte de la asociación y la asociación coordinará todas las actividades de comunicación y divulgación poniendo su experiencia en este campo a disposición del proyecto precisamente para hacer llegar los resultados de aMUSE al público en general. De hecho, Simona Giovannella concluye “Para las actividades de aMUSE tratamos de involucrar a personas de todas las edades y planificamos diversas actividades para el público en general y nuestras propuestas fueron evaluadas positivamente por la Comisión Europea en la fase de presentación del proyecto”.

Desafortunadamente, las actividades deberían haber comenzado en abril para permitir que los investigadores y todo el personal viajen, pero la pandemia retrasó el inicio del proyecto. De acuerdo con la Comisión, la nueva fecha de salida está fijada para el 1 de septiembre de este año.

(Gracias a Frascati Scienza y Giorgia Burzachechi)