Valentina Vega, estudiante del Magíster en Ciencias con Mención Física se refirió a su pasantía en el importante laboratorio estadounidense, Fermilab, que pudo realizar en el marco de la colaboración existente entre el Centro Científico Tecnológico de Valparaíso y la USM con esa entidad. El programa permite a investigadores jóvenes incorporarse al trabajo de uno de los laboratorios de física cuántica más importantes a nivel global.
El año 2010 la Universidad Técnica Federico Santa María, a través del Centro Científico Tecnológico de Valparaíso (CCTVal), estableció una de sus alianzas más relevantes en el campo de la física de partículas, al comenzar un trabajo con el que es considerado el laboratorio más importante de Estados Unidos en este ámbito: el Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab). Este se encuentra actualmente vinculado a más de 50 países y realiza experimentos en aceleradores de partículas para dar respuesta a preguntas fundamentales sobre el universo, la materia y las complejidades del espacio y el tiempo.
Dentro de esta colaboración, CCTVal ha entregado soporte a importantes proyectos desarrollados en Fermilab, como MINERvA: el primer experimento de neutrinos que utiliza un haz de alta intensidad para estudiar sus interacciones, para el que dicho centro desarrolló software, analizó datos y tuvo una relevante participación en producción y publicación de investigaciones. Sin embargo, ha sido a partir de la incorporación del centro al Compact Muon Solenoid (CMS) en el Gran Colisionador de Hadrones de CERN -cuyo trabajo está estrechamente relacionado con el laboratorio estadounidense- que los lazos entre estas instituciones se han fortalecido, permitiendo en los últimos años el impulso de proyectos tecnológicos como el desarrollo de sensores de alta precisión para la detección de partículas y, adicionalmente, un programa que permite a estudiantes de la USM realizar pasantías en Fermilab.
Para Beatriz Cámara, directora de Investigación de la universidad ,”el hecho de que esta visita haya proporcionado ideas sobre cómo la institución puede seguir contribuyendo a la investigación en física de partículas, es que el trabajo de CCTVal sea muy prometedor”. Agregó luego que “esto demuestra compromiso continuo con la excelencia en investigación y un enfoque en la mejora constante. Seguir fomentando la colaboración con laboratorios de categoría mundial es una estrategia valiosa para mantener el sello de calidad de la institución como una entidad científico-tecnológico de alto nivel”.
Por su parte, el director del centro, Will Brooks, resaltó el éxito que tuvo la visita, pues Fermilab es “un laboratorio de primer nivel con un trabajo impresionante en computación y redes cuánticas, línea de investigación que lidera además el exalumno USM, Cristián Peña. La colaboración que tenemos nos permitirá publicar artículos sobre nuevos tópicos, ampliar nuestras alianzas y tener más actividad en el experimento CMS de CERN, pues ambos trabajos están muy integrados” puntualizó.
Oportunidades para estudiantes
Valentina Vega, de 24 años, es actualmente estudiante del Magíster en Física de la USM y una de las integrantes del programa de colaboración entre CCTVal y Fermilab. En ese contexto, se encuentra desarrollando su investigación en la intersección entre ciencia y tecnología, específicamente en la medición de partículas denominadas long-lived particles (LLP), cuyo comportamiento es diferente al existir durante un período relativamente más extenso, antes de decaer a otras partículas visibles en los detectores del experimento CMS.
A los 12 años, contó, le regalaron un libro de astronomía que inició su gusto por la ciencia y la naturaleza de las cosas, lo que hoy la tiene estudiando teoría cuántica y específicamente el comportamiento de nuevas partículas. “Cuando Einstein ideó la relatividad, este era un concepto abstracto sin aplicaciones prácticas aparentes. Sin embargo, rápidamente se hizo evidente que podía aplicarse para nuestro beneficio y generar energía eléctrica. Mi investigación es similar: estoy estudiando nueva ciencia que podrá tener impactos prácticos que cambiarán el mundo”.
Respecto a su trabajo actual comentó que “estamos utilizando nuevos tipos de dispositivos electrónicos, tan nuevos que aún no se pueden comprar y que, por tanto, deben fabricarse en laboratorios como Fermilab. Con estos nuevos dispositivos puedes medir simultáneamente la ubicación y tiempo de llegada de las partículas con una precisión sin precedentes. Esto constituye la base de lo que denominamos un 4DT (Four Dimensional Tracking, por su sigla en inglés)”.
Este trabajo es el que ha llevado a Valentina a involucrarse con Fermilab, lo que se ha materializado, entre otras cosas, en una pasantía realizada entre enero y abril pasados en la ciudad de Chicago y que se extenderá por un año desde diciembre. Para lograrlo, tuvo que prepararse arduamente durante 2022 en Chile, lo que la llevó a formar parte de un equipo interdisciplinario conformado por personas de todo el mundo, dedicados a analizar datos relativos a nuevas partículas LLP, investigación realizada de forma conjunta entre CERN, Fermilab y CCTVal, instituciones que analizan datos que emanan de CMS.
Si bien el desarrollo de esta investigación se encuentra en una etapa incipiente, sus usos tienen el potencial de ser aplicados en diferentes industrias, como en minería. “Con esta tecnología podemos detectar elementos que podrían mejorar la seguridad en la minería que utiliza túneles, ya que podríamos ‘ver’ espacios vacíos en las montañas que puedan colapsar”, proyecta la estudiante, quien busca seguir explorando esta línea de investigación en su educación doctoral.
Sobre el programa de intercambio de estudiantes y la experiencia de Valentina, el Dr. Brooks añadió que “son muchos los beneficios que otorga, pues toda persona joven como ella, que va y se involucra con estos laboratorios, comienza a ser conocida por personas que pueden contribuir en los próximos pasos de su carrera. Por ahora, Valentina se encuentra realizando sus estudios de máster con nosotros y buscando activamente una institución para su doctorado, frente a lo cual, las oportunidades en Estados Unidos son excelentes”.
El académico, además, enfatizó en que la proyección ideal es mantener entre dos y cuatro estudiantes chilenos anualmente trabajando de forma integrada con el laboratorio estadounidense, lo que precisamente hoy sucede con la participación de Claudio San Martín, Matías Barría y Valentina Vega, todos estudiantes CCTVal-USM involucrados en el trabajo con datos de Fermilab y CMS. “Es una gran oportunidad, tanto para ellos como para el trabajo de las instituciones. En el caso de Fermilab, siempre están interesados en contar con buenos estudiantes, como los que preparamos en nuestra Universidad”, concluyó.