Sólo cinco países en el mundo han sido validados para el desarrollo de los detectores sTGC, cuyas aplicaciones serán posibles en campos como la minería y la medicina.

El Centro Científico Tecnológico de Valparaíso de la Universidad Técnica Federico Santa María junto a la Pontificia Universidad Católica cumplieron con el compromiso ante la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) de fabricar un total de 33 módulos de detectores de muones para el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).

Este trabajo implicó ocho años de investigación, acondicionamiento de infraestructura, capacitación internacional y desarrollo de la tecnología sTGC, para obtener los muones o partícula elemental del grupo de los leptones, de carga igual a la del electrón.

Las últimas piezas fabricadas serán enviadas durante junio y el resto ya están siendo instaladas en el detector ATLAS, uno de los cuatro experimentos del LHC, conocido como el mayor instrumento científico del mundo en el campo de la física de partículas.

Se trata de una compleja máquina subterránea de forma circular, con una longitud de 27 km e imanes superconductores en toda su distribución, en cuyo interior colisionan haces de protones casi a la velocidad de la luz, dando como resultado el surgimiento de millones de partículas y una recreación de las condiciones que siguieron al Big-Bang.

Las interacciones generadas en el LCH se traducen en grandes volúmenes de datos, sirviendo como material de estudio a investigadores de diversos países que buscan dar respuesta a preguntas fundamentales sobre la constitución de la materia, el funcionamiento del universo y tensionar el Modelo Estándar, tal como ocurrió en 2012 con el descubrimiento del Bosón de Higgs, popularmente conocida como la “partícula de Dios”.

A fines del 2021 se espera que el LHC inicie su tercer ciclo de operación (Run 3), cuando se complete el proceso de casi tres años de mejoras y renovación de toda su tecnología y esté listo para enfrentar una etapa más exigente en la exploración de nueva física, que implicará un incremento del número de colisiones, luminosidad y una mejor resolución y eficiencia de sus sistemas de registro de datos.

La tecnología sTGC está constituida principalmente de cátodos y un ánodo de alambres de tungsteno de 50 micrones (µm) de diámetro, es decir, más delgado que un cabello humano, formando circuitos impresos en forma de tarjeta electrónica.  Con los detectores sTGC se busca filtrar información irrelevante, la que se reducirá al orden del 20 o 30 por ciento.

Además de su rol en ATLAS, la tecnología fabricada en Chile tiene una amplia gama de aplicaciones más allá de la física de partículas, gracias a la capacidad de los muones para atravesar una gran cantidad de materiales.

En la minería esta tecnología permitiría conocer la geología de una montaña, determinar su estructura y cavidades e identificar, por ejemplo, cuáles serían los lugares más apropiados si se requiere dinamitar, reduciendo la posibilidad de accidentes. Esta misma técnica podría implementarse en el estudio de pirámides y su composición interna.

Así también, la tecnología sTGC otorga grandes ventajas en el campo de la medicina, como en el caso de la radioterapia. Muchas veces sucede que el plan de irradiación de un paciente con cáncer afecta los tejidos sanos. Un sTGC podría mejorar el proceso y ser utilizado para medir en tiempo real la dosis administrada, además de ofrecer un costo menor al de los equipos actualmente disponibles en el mercado.