MESA en Maguncia: ¡Progresos en la próxima gran aventura de la física!

MESA en Maguncia: ¡Progresos en la próxima gran aventura de la física!

La construcción del acelerador de partículas con recuperación de energía MESA (Mainz Energy-recovery Accelerator) en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) está tomando forma. El 10 de abril de 2025 se entregó una cámara de vacío de más de 3 toneladas, fundamental para los proyectos de investigación en curso. Esta entrega se produce tras la instalación de un imán superconductor de 21 toneladas en noviembre de 2024, lo que demuestra aún más el progreso del proyecto. MESA no sólo forma parte del Clúster de Excelencia PRISMA+ de Maguncia, sino que también abre nuevas posibilidades en la investigación básica en física.

Un objetivo central de MESA son los dos experimentos principales, MAGIX y P2, que pretenden contribuir a la investigación de la llamada "nueva física". El objetivo del experimento P2 es la medición precisa del ángulo de mezcla débil para aclarar cuestiones abiertas en la física de partículas elementales. La nueva cámara de vacío tiene una impresionante longitud de 7 metros y un diámetro de 2,4 metros, lo que da un volumen de 32 metros cúbicos. Esta condición es importante porque la cámara crea el vacío necesario para la celda objetivo, que debe funcionar a temperaturas extremadamente bajas, de alrededor de -257 grados Celsius.

Retos tecnológicos y soluciones

En esta celda objetivo, cuyo volumen ronda los 70 litros, se almacena hidrógeno líquido. El vacío de la cámara no sólo sirve como aislamiento, sino que también garantiza que el calor generado por el haz de electrones sobre la celda objetivo se disipe eficientemente mediante un enfriador de helio. La cámara de vacío también contiene un detector de píxeles de silicio en la parte trasera que mide el impulso de los electrones. Una característica especial es la ventana de vacío, hecha de resina epoxi reforzada con fibra de carbono, que se fija entre las partes delantera y trasera de la cámara.

La propia cámara de vacío está hecha de una aleación de aluminio de alta resistencia, que está equipada con juntas metálicas especiales para garantizar una alta resistencia a la radiación. Fue diseñado para encajar en el imán superconductor, lo que significa que su forma debe ser muy redonda.

Financiación y pasos a seguir

El trabajo de desarrollo del experimento P2 se benefició de la financiación del Clúster de Excelencia PRISMA+ y del programa de equipamiento a gran escala de la Fundación Alemana de Investigación (DFG). Al mismo tiempo, el desarrollo de las tecnologías utilizadas en proyectos como MESA también se está impulsando a través de colaboraciones internacionales. Un ejemplo es el Colisionador Lineal Internacional (ILC), que se basa en la tecnología de aceleradores superconductores, que ofrece ventajas como bajas pérdidas de energía y alta calidad de los haces de partículas. Estas tecnologías han sido desarrolladas por instituciones como DESY y TESLA Technology Collaboration desde los años 90 y proporcionan una valiosa base para los desarrollos actuales en Mainz.

En general, MESA es un ejemplo destacado de la física de partículas moderna que está a la vanguardia de los avances tecnológicos de los últimos años y permite la investigación universitaria a nivel internacional.