Se construirán prototipos de sistemas de adquisición de datos, de control y monitoreo remoto de detectores

Diego Armando Cuautle/@dcuautle

Miembros del Cuerpo Académico de Partículas, Campos y Relatividad General de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la BUAP, así como estudiantes de licenciatura y posgrado, desarrollan tecnología enfocada al estudio de los constituyentes básicos en la formación de la materia y del Universo, así como las interacciones fundamentales que gobiernan su comportamiento, es decir, la Física de Partículas.

Los prototipos a crear son sistemas eficientes de generación de señales de disparo, de adquisición de datos y de cómputo para monitorear la física de colisiones de iones pesados, particularmente la que ocurre en el experimento ALICE en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del CERN, situado en Ginebra, Suiza.

Mario Rodríguez Cahuantzi, Guillermo Tejeda Muñoz, Mario Iván Martínez Hernández y Arturo Fernández Téllez, forman parte de este cuerpo académico y participan activamente en el experimento ALICE.
También colabora la doctora Iraís Bautista Guzmán, quien realiza su estancia posdoctoral en la FCFM; los estudiantes de posgrado Emma González, Luis Alberto Pérez Moreno, Abraham Villatoro Tello, Sebastián Rosado Navarro y Héctor Bello Martínez; de la Licenciatura en Física, Omar Vázquez Rueda y Rafael Espinosa Castañeda, quien es alumno de la UDLAP y realiza servicio social en el Laboratorio de Partículas Elementales.

Al respecto, Arturo Fernández Téllez subrayó que

se construirán prototipos de sistemas de adquisición de datos, de control y monitoreo remoto de detectores, así como de generación de señales ‘de disparo’ para uso en experimentos de colisionadores, como el experimento ALICE que se realiza en el LHC del CERN, donde están involucrados científicos de la BUAP. Además, estudiantes de licenciatura y posgrado elaboran tesis sobre el desarrollo de dichos sistemas.

Experimentos como ALICE almacenan sólo un porcentaje mínimo de las colisiones entre partículas subatómicas (protones) que viajan a velocidades ultra-relativistas, que suceden en el túnel del LHC. Sólo aquellos eventos de colisión que satisfacen requisitos físicos bien establecidos son registrados, almacenados y posteriormente analizados, para extraer información útil para los científicos. Cada segundo, en el LHC suceden cerca de 20 millones de eventos de colisión, de los cuales, menos de 200 mil son de interés físico.

El sistema encargado de seleccionar los eventos físicos de interés se conoce como “Sistema Central de Disparo” (Central Trigger Processor-CTP). Esta característica del CTP de ALICE lo convierte en un sistema vital para la consecución de las metas científicas del experimento, señaló Mario Rodríguez Cahuantzi. Por lo tanto, el desarrollo de prototipos que busquen la optimización de este sistema es una tarea trascendental.

Cuando el evento físico de interés es seleccionado, el siguiente paso es decodificar la información digital proporcionada por los diferentes sistemas electrónicos de los detectores de ALICE, en información física mediante complejos algoritmos físicos y computacionales de reconstrucción. Este proceso lo llevan a cabo los sistemas DAQ (Data Acquisition) y Offline.

Esta acción representa un gran reto, ya que cada evento o colisión captada genera una gran cantidad de información, misma que alcanza un espacio de memoria de 1.2 GB; regularmente se registran alrededor de 200 mil eventos físicos (“buenas colisiones”) por segundo. Por esta razón, se necesita un sistema de cómputo bastante robusto, para analizar y extraer la física del evento de la colisión.