El experimento ATLAS, corresponde a uno de los detectores que componen
el “Large Hadron Collider” (LHC) de CERN. Por medio de su aplicación y
funcionamiento, se ha logrado investigar una amplia gama de conceptos y
fenómenos vinculados a la física moderna, entre ello, podemos encontrar el
afamado “Bosón de Higgs” y, partículas que podrían formar la materia
oscura.
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“Los haces de partículas del LHC colisionan en el centro del detector ATLAS, lo
que genera residuos de colisión en forma de nuevas partículas que salen
despedidas del punto de colisión en todas direcciones. Seis subsistemas de
detección diferentes, dispuestos en capas alrededor del punto de colisión,
registran las trayectorias, el momento y la energía de las partículas, lo que permite
identificarlas individualmente. Un enorme sistema magnético curva las trayectorias
de las partículas cargadas para poder medir sus momentos”, (CERN-WEBSITE).
Bajo este escenario, el Instituto Milenio SAPHIR, a través de parte de su staff en la
Pontificia Universidad Católica de Chile, trabajan en los nuevos desafíos que
ATLAS genera, dado el incremento de colisiones por segundo producidas por el
LHC.
“La siguiente etapa del LHC contempla un notable incremento en el número de
colisiones por segundo, quintuplicando la luminosidad actual. Esta era de alta
luminosidad del LHC (HL-LHC), busca refinar las mediciones al aumentar la
estadística y reducir las incertidumbres”, señala Bruno Zerega, parte de SAPHIR
en la PUC.
Para enfrentar este nuevo desafío, ATLAS realizará una actualización completa de
su detector interno. La parte más interna del detector será reemplazada por un
arreglo de placas de silicio que constituirá el detector de trazas interno o Inner
Tracker (ITk), el cual contará con aproximadamente 5 mil millones de píxeles que
detectarán la trayectoria de las partículas cargadas creadas en las colisiones.
“Los flexes con los que trabajamos son circuitos impresos que constituyen la
interfaz entre las placas de silicio, que detectarán el paso de partículas, y el
sistema que almacena la información de esa detección. A través de los flexes se
procesará la información de los píxeles de silicio, permitiendo identificar las
partículas resultantes de las colisiones y sus propiedades”, acota Zerega.
Sobre los Flexes
En el proceso de control de calidad de los flexes, la labor de Bruno se enfoca,
principalmente en la metrología. “En primer lugar, colaboré en la instalación del
laboratorio de control de calidad en la Sala Limpia del Instituto de Física de la
Pontificia Universidad Católica de Chile. Durante esta fase, estudié los métodos de
medición disponibles y determiné la precisión de cada uno para calificar nuestro
laboratorio según los requerimientos de ATLAS”, señala.
Actualmente, se encarga de medir las dimensiones de cada flex y los espesores
de sus diferentes capas, realizando calibraciones periódicas a los instrumentos de
medición.
Expectativas del proceso de testeo
En este momento, el proceso de actualización del ITk se encuentra en la fase de
preproducción de los flexes, durante la cual se evalúa la capacidad de los
fabricantes para cumplir con los estándares que ATLAS exige para el
funcionamiento adecuado de los detectores. “Esta evaluación incluye pruebas de
metrología, inspección visual y pruebas de alto y bajo voltaje. En septiembre
realizamos el testeo del primer lote de flexes y estamos a la espera de nuevos
lotes, que comenzarán a llegar en noviembre y en los cuales estaremos
trabajando a lo largo de 2025”, finaliza Bruno.