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Un equipo de estudiantes y académicos de la UNAM ha sido seleccionado de entre 289 grupos de 57 diferentes países, para desarrollar un experimento de dos semanas en las instalaciones del DESY, uno los aceleradores de partículas más importantes del mundo, localizado en Alemania, y como parte de un concurso organizado en conjunto con la Organización Europea para la Investigación Nuclear, conocida como CERN.

Como parte de la competencia internacional Beamline for schools (BL4S), creado para que estudiantes de bachillerato de todo el mundo propongan un experimento que pueda ser llevado a cabo en las instalaciones y con la ayuda de los científicos del CERN y DESY, siete estudiantes de la Escuela Nacional Preparatoria 2 (ENP2) “Erasmo Castellanos Quinto”, uno de la carrera de Física de la Facultad de Ciencias y una estudiante de doctorado del Instituto de Física, fueron seleccionados ganadores, junto con otro equipo de origen italiano.

El equipo ganador, llamado TeoMiztli, que en náhuatl significa “puma cósmico”, ha propuesto el proyecto titulado “Detector de Cherenkov con medio intercambiable” que, como indica el nombre, implica generar un detector de Cherenkov utilizando agua y glicerina como radiadores, contenidos en cilindros de acrílico de aproximadamente 40 cm de largo. En un cilindro primario se colocará uno de los radiadores para probar la respuesta del detector, primero con agua y después con glicerina, con lo que se buscará comparar el comportamiento del detector entre ambos medios. Esta idea está basada en el observatorio de rayos gamma HAWC, localizado en Puebla, a una altura de 4,100 metros sobre el nivel del mar, para estudiar energías entre 100 GeV y 100 TeV.

Además de la innovadora propuesta que contempla estudiar dos diferentes radiadores en estado líquido, el equipo ha propuesto utilizar fotomultiplicadores de silicio en vez de tubos fotomultiplicadores, lo que hará que la detección de las partículas pueda ser más accesible en términos de recursos económicos y técnicos. Ahora, la pregunta de investigación será conocer qué cambios en la detección se obtienen resultado del uso de estos nuevos materiales.

“La idea fue lo más complicado, porque teníamos muchas. De entre todas, llegamos a 3 o 4, como utilizar luz para esterilizar o medir la estructura del núcleo por medio de dispersión inelástica. Pero nuestro proyecto se tenía que adecuar al manejo de un haz de electrones o de positrones a 6 GeV generados por un sincrotrón, o a la energía del haz para hacer las mediciones,” comentó Ilse Jimenez Buendía, una de las estudiantes premiadas y quien fue la responsable de conjuntar a todo el equipo, producto de conocer sobre la convocatoria.

Además del reto para conformar una idea, y de las complejidades producto de la pandemia, el equipo logró resolver el trabajo remoto de dos meses a través de reuniones por la tarde, después de sus clases, que aprovecharon para estudiar, revisar las propuestas premiadas en ediciones anteriores, así como el funcionamiento del laboratorio donde desarrollarán su experimento. “Revisamos cómo funciona el sincrotrón y qué era lo que podíamos hacer'', mencionó Alma Aquino Maldonado, parte del equipo seleccionado.

Sumado a este trabajo en equipo, sus asesores se encargaron de encaminar sus ideas hacia un buen puerto, así como a capacitarlos en temas que les ayudaron a robustecer su propuesta. “Yo les di una clase sobre los aceleradores, detectores y también sobre la teoría del modelo estandar. Uriel les dio una clase de física de colisiones y se encargó de conformar el documento de la propuesta en LaTex”, mencionó Laura González Trueba, estudiante de doctorado del Instituto de Física y una de los asesores de los estudiantes.

El resultado de selección, que fue recibido por el equipo el pasado 23 de junio, ha hecho que el trabajo para conformar la propuesta se transforme en la configuración del experimento junto con el equipo del CERN. Actualmente, el equipo de TeoMiztli ha comenzado a formular la lista de tareas a resolver, así como idear los resultados que podrían llegar a obtener. Será en septiembre de este año cuando el equipo viaje a las instalaciones europeas, concretamente al Deutsches Elektronen-Synchroton (DESY), el acelerador de partículas más grande de Alemania y que colabora con el CERN.

“La idea es construir el detector en México a la par de los investigadores en DESY y CERN siguiendo las consideraciones que ellos nos indiquen para que en nuestra estancia no nos enfrentemos a tantos contratiempos. También, los estudiantes de preparatoria van a comenzar a aprender lenguajes de programación como C++ y Python, así como la herramienta Root para la adquisición y análisis de datos, Uriel y yo apoyaremos a este aprendizaje”, comentó Laura González Trueba.

Posterior al desarrollo del experimento, el equipo contempla generar un artículo científico con los resultados que se logren obtener, como una meta que el equipo de CERN y DESY han propuesto. Es así que su entrada al BL4S, más que haber sido sólo la propuesta de la generación de un experimento, ha representado aprender a hacer ciencia: desde la configuración de una idea, la investigación de antecedentes, el estudio intensivo en temas nuevos, la búsqueda de recursos económicos y materiales, así como la puesta en marcha, el análisis de lo obtenido y la publicación del trabajo realizado.

Por todo el esfuerzo y tareas desempeñadas, Laura reconoció que los estudiantes han tenido un gran desenvolvimiento, sobre todo en la entrevista donde defendieron su propuesta de manera fluida y clara ante el jurado. Asimismo, los estudiantes reconocieron la presión a la que se sometieron para sacar adelante la propuesta en dos meses a pesar de la escuela y de la pandemia, así como el apoyo por parte de sus asesores, quienes les enseñaron elementos que no son aprendidos a su nivel académico y quienes los motivaron a no claudicar a pesar del nivel competitivo del BL4S.

TeoMiztli, un proyecto llamado así por la identidad del país de origen de los participantes, ha sido desarrollado por los estudiantes Ilse Fernanda Jimenez Buendía, Alma Teresa Aquino Maldonado, Daniela García Páez, Evelin Rojas García, Marlon Uriel de la Cruz Guzmán, Luis Eduardo Cabezas Montiel y José Arturo Lomas Sandoval; todos ellos de la de la ENP2. A su vez, fueron asesorados por Uriel García Elorza, estudiante de física de cuarto semestre de la Facultad de Ciencias, así como por Laura Helena González Trueba, estudiante de doctorado en el IFUNAM. Asimismo, han recibido apoyo técnico y asesoría científica por parte de los doctores Rubén Alfaro Molina, Varlen Grabski y Arturo Menchaca Rocha, todos investigadores del mismo Instituto.