Desarrollo de Aceleradores de Partículas. Fuente de Luz Sincrotrón (Megaproyecto 55329) J. G. Contreras jgcn@mda.cinvestav.mx Departamento de Física Aplicada Cinvestav, Mérida

Introducción

¿Qué son los aceleradores? Son instrumentos que producen haces de partículas con energías e intensidades específicas que pueden ser usadas en una gran variedad de investigaciones tanto básicas como aplicadas. El diseño, la construcción, el mantenimiento, la operación y el uso de estos tipo de instrumentos requiere la participación de científicos, ingenieros y técnicos provenientes de una gran cantidad de disciplinas. E. O. Lawrence, con una prototipo de su ciclotrón de 1929 (© CORBIS)

¿Para qué sirven los aceleradores? Lineales pequeños y betatrones: terapia contra el cáncer Ciclotrones para producción de isótopos: marcadores radioactivos para la industria / marcadores bioquímicos para medicina Sincrotrones de protones: terapia hadrónica contra el cáncer Haces de electrones de baja energía: curar capas de pintura, polimerizar plásticos, esterilizar equipo/comida, … Haces de iones pesados: implantación átomos en circuitos electrónicos, grabado de circuitos, endurecimiento de metales Baja energía, alta intensidad: reacciones termonucleares autosostenidas, transmutación de desechos radioactivos (R&D actualmente) Altas energías: investigaciones de física fundamental Fuentes de luz: cristalografía de proteínas, litografía de chips, ciencias de materiales, medicina forense, geofísica, … …

¿Quién tiene una fuente de luz? Más de 50 sincrotones y unos cuantos X-FEL en el mundo … … parece que sólo falta M É X I C O en la lista …

Megaproyecto 55329

El proyecto Establecer y consolidar un grupo interdisciplinario para el estudio de aceleradores y sus diferentes aplicaciones, mediante el diseño y la construcción de una fuente de luz sincrotrón en México. desarrollo de tecnología recursos humanos ciencia de alto impacto vínculo academia/industria comunidad internacional atracción de talento a CyT Costo aproximado: 950 millones de pesos a lo largo de 5 años

El consorcio y los editores

Líneas de trabajo Investigación, desarrollo y formación de recursos humanos calificados en Ciencia y Tecnología en el área de aceleradores de partículas, instrumentación, electrónica y computación. Diseño y construcción de aceleradores así como su instrumental científico. Desarrollo de las aplicaciones de aceleradores de partículas en investigación básica y tecnológica en los sectores industrial y agroindustrial, de salud y en áreas de tecnología avanzada. Desarrollo y generación de bienes así como transferencia de tecnología para la fabricación por terceros de productos y servicios de alta tecnología. Colaboración con instituciones de enseñanza e investigación nacionales e internacionales para el desarrollo de proyectos comunes. Cooperación con la iniciativa privada en actividades de investigación y desarrollo así como incentivar la incubación e implantación de nuevas empresas de alta tecnología.

La fuente de luz Fuente de electrones 90 KeV Linac 100 MeV Booster 3 GeV Anillo 3 GeV Lineas experimentales: PCr (protein crystalography) SAXS (small angle x ray scattering) SXS (soft xray spectroscopy) XAFS (x ray absorption fine structure) XRD (x ray diffraction)

Física de aceleradores y la red

Tipo de actividades posibles ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ Promoción del megaproyecto y de proyectos afines … a continuación algunas ideas para la discusión de la tarde …

Intercambio académico: Escuelas The joint university accelerator school: http://juas.in2p3.fr/ una vez al año The US Particle accelerator school: http://uspas.fnal.gov/ dos veces al año en enero y en junio The CERN accelerator school: http://cas.web.cern.ch/cas/ dos veces al año; un curso especializado y una escuela – un año introductorio otro avanzado

Intercambio académico: Estancias Crear un programa de estancias de verano similar al que existe para física experimental de altas energías: Uso del programa existente: en el 2007 una estudiante realizó una estancia en el X-FEL de DESY dejando las puertas abiertas por su buen trabajo Contactos existentes con el CERN (FP7 ACCNET) CERN paga estancia, México paga avión Ya hay dinero disponible Un estudiante ya esta haciendo tesis de maestría estudiando ‘electron cloud effects @ LHC’ Contacto informal con FERMILAB.

Interés del comité: Electrónica 1992: Detectores+Electrónica+Computadora = Una actividad unificadora de los megaproyectos de Red FAE es la necesidad de electrónica de punta: diseño + impresión + componentes + pruebas = tarjeta Proyectos actuales: ADC, ¿Batata?, DAQ remoto, …

Otras posibilidades: Simulación Una actividad que se puede desarrollar desde México es la simulación de aspectos específicos de un acelerador Actualmente se inician estudios de ‘electron cloud effects @ LHC’ y hay muchos otros temas puntales que son de interés ya sea en el LHC o para el diseño/operación de una fuente de luz Los recursos necesarios son relativamente pocos: poder de cómputo, algunos programas –muchos de ellos gratuitos- estudiantes y postdocs.

Promoción Además de desarrollar un grupo de estudiantes, y contactos internacionales, podríamos tal vez iniciar con proyectos ‘pequeños’ y promoverlos en las convocatorias del Conacyt u otros organismos: Explorar la posibilidad de desarrollar un CLS ¿costo un par de millones de dólares? ¿Qué podríamos aprender con una buena fuente de electrones y el acelerador lineal? costo aproximado de unos 5 millones de dólares ¿Podríamos construir una línea experimental en alguna fuente de luz actual o en construcción?

¡ Gracias !