Integrantes del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) participan en proyectos de vanguardia en el Fermi National Accelerator Lab en Chicago, uno de los laboratorios más importantes del campo de la física a nivel global.

Resolver los misterios de la materia, la energía, el espacio y el tiempo para profundizar nuestro conocimiento sobre la naturaleza y el universo es la misión de Fermilab, el principal laboratorio de física de partículas de Estados Unidos y uno de los más importantes en el mundo. Para lograr estos objetivos, esta institución construye y opera grandes instalaciones de aceleradores y detectores de partículas, trabajando en colaboración con otros laboratorios internacionales como CERN, para avanzar en el descubrimiento de nueva física.

En este contexto, desde 2024 un grupo de jóvenes investigadores chilenos, pertenecientes al Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal) de la Universidad Técnica Federico Santa María, ha desempeñado un rol clave en investigación y desarrollo de vanguardia para el laboratorio estadounidense, participando en proyectos directamente relacionados al Gran Colisionador de Hadrones: por un lado, en el análisis de datos actuales provenientes del experimento CMS, y por otro, en las pruebas de nuevos detectores LGAD (Low Gain Avalanche Detectors) con distintas fuentes de partículas ionizantes, láser y radiación, que serán instalados en la próxima actualización de este instrumento científico, prevista para 2027.

“Actualmente, el CERN se encuentra en el período de toma de datos conocido como Run 3, que se extenderá hasta 2026. Luego, el acelerador entrará en una fase de actualización para aumentar su luminosidad (es decir, la cantidad de partículas aceleradas), lo que implicará la instalación de dispositivos con la tecnología testeada en conjunto con Fermilab”, comenta Claudio San Martín, uno de los integrantes del equipo de físicos chilenos.

El incremento de la luminosidad del Gran Colisionador de Hadrones aumentará la tasa de colisiones de partículas, ampliando las posibilidades de nuevos descubrimientos, como ocurrió en 2012 con el bosón de Higgs. Sin embargo, esto exige instrumentación avanzada y detectores capaces de identificar eventos con mayor precisión, como los que se encuentra analizando el grupo de científicos.

“Los dispositivos con los que trabajamos permitirán observar con mayor detalle fenómenos ya conocidos y abrirán las posibilidades de nuevos hallazgos. En detección de partículas, para observarlas, medimos su decaimiento y reconstruimos sus trayectorias, y en este proceso, los detectores que estamos probando serán cruciales”, explica Matías Barría.

Mientras que Claudio y Matías han vuelto temporalmente a Chile para continuar trabajando en el análisis de datos, Valentina Vega continúa en Estados Unidos colaborando con el equipo de investigación del laboratorio, junto a quienes ha podido participar de conferencias internacionales y publicar sus primeras investigaciones, dentro de las que destaca el hito de convertirse en la primera representante de la USM y el CCTVal autora de una publicación en el marco de la colaboración con CMS.

“Desde trabajar por primera vez en análisis de datos para CMS, hasta testear un nuevo sensor cuántico con partículas de alta energía y trabajar con tubos fotomultiplicadores y barras centelladoras para construir un detector de muones cósmicos, todo es un desafío del que se obtienen grandes aprendizajes”, comenta la joven científica. Sobre su experiencia, añade que “jamás habría imaginado trabajar en un laboratorio de este nivel” y que “ha sido muy enriquecedor poder crecer con tantas oportunidades al alcance y personas dispuestas a ayudarte”.

A más de un año del inicio de su pasantía, los tres científicos evalúan positivamente su pasantía. El grupo destaca que esto les permite “trabajar con profesionales que están a la vanguardia del conocimiento y la tecnología, participar en los proyectos más novedosos del campo y acceder a datos recientes del CERN”.

Junto con ello, destacan el apoyo del CCTVal y la USM, instituciones que han brindado recursos y conexiones importantes para fortalecer la colaboración con Fermilab. De cara al futuro, aseguran que esta experiencia ha sido significativa para consolidar sus carreras científicas. En los próximos años, proyectan continuar con estudios doctorales y contribuir, así, al desarrollo de capital humano avanzado en el país capaz de realizar valiosos aportes a la ciencia en Chile y el mundo.