Categoría: Normativas

es del CIEMAT:
– Adquisición de los detectores segmentados de germanio con alta eficiencia.
– Apoyo al IFIC al diseño de la estación de medida de espectrometría gamma.
– Apoyo al IFIC en el licenciamiento del sistema de detección.
Actuaciones del IFIC:
– Diseño de la estación de medida de espectrometría gamma.
– Adquisición de los detectores segmentados de germanio con alta eficiencia.
– Licenciamiento del sistema de detección.
Actuaciones de la US:
– Apoyo al IFIC al diseño de la estación de medida de espectrometría gamma.
El alcance de esta memoria se circunscribe a las actividades a realizar por los grupos de investigación españoles pertenecientes a las partes firmantes de este convenio dentro de este experimento que se financiarán con los fondos MRR referidos, quedando fuera la participación de estos grupos en actividades no financiadas con estos fondos.
Descripción del experimento:
El experimento ISOLDE del CERN tiene como objetivo el estudio de la estructura y dinámica de los núcleos radiactivos y sus aplicaciones. El programa científico requiere un equipo de alta resolución para analizar los fragmentos de reacción, el espectrómetro «Separador Superconductor de Fragmentos en Retroceso» ISRS (ISOLDE Superconducting Recoil Separator) descrito en la Carta de Intenciones LoI-INTC-I-228 aprobada por CERN en 2021. Para definir las especificaciones de ISRS es necesario en primer lugar seleccionar casos físicos relevantes y calcular las reacciones nucleares asociadas, así como la dinámica de haz. ISRS consiste en un anillo de almacenamiento que permite identificar la masa de los fragmentos empleando dinámica de haz de gradiente alterno fijo FFAG (Fixed Field Alternating Gradient) y solenoides multifunción superconductores que desvían el haz 90 grados que carecen de núcleo de hierro. Los solenoides son del tipo CCT (Canted Carrasco Theta), cuyo bobinado está inclinado respecto al eje de circulación del haz y genera las componentes multipolares del campo magnético necesarias para optimizar el transporte del haz. Los solenoides se instalan en criostatos adaptados a la circulación del haz de iones. El análisis de los fragmentos de reacción se realiza acoplando el anillo de almacenamiento a un empaquetador de iones multiarmónico (buncher) y un plano focal que identifica la energía y carga de los fragmentos de reacción. El diseño del sistema de inyección y extracción de iones es un reto tecnológico importante, así como el de los sistemas de diagnóstico de haz no interceptivos del anillo.
La participación de los grupos de investigación españoles tiene como objetivo contribuir al estudio del diseño del espectrómetro y la producción de prototipos de elementos críticos.
Entidades implicadas:
Las partes firmantes de este convenio, cuyos grupos de investigación desarrollarán las actividades previstas, y son receptores de fondos MRR destinados a las mismas, son los siguientes:
– Universidad de Huelva (UHU).
– Universitat de València (UV).
– CSIC. Instituto de Estructura de la Materia (IEM/CSIC).
– Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación de la sede Española de la Fuente Europea de Neutrones por Espalación ESS- Bilbao (ESSB).
Descripción y relación de actividades, hitos, resultados:
A continuación, se describen las actuaciones a realizar por las partes participantes en los tres paquetes de trabajo en los que se organiza la participación:
PT1. Estudio de la dinámica de haz, inyección y extracción. El objetivo es optimizar la configuración del futuro espectrómetro ISRS mediante estudios detallados de dinámica de haz, que permitan cumplir con el programa de investigación de Física Nuclear.
Actuaciones:
Actuaciones de UHU:
– Selección de casos físicos.
– Cálculos de reacciones nucleares.
Actuaciones de UV:
– Estudios de dinámica de haz.
– Selección de configuración.
– Estudio de inyección/extracción.
– Prototipo de sistema de diagnóstico de haz no interceptivo.
Actuaciones de IEM/CSIC:
– Correcciones de orden superior a la dinámica de haz.
PT2:Solenoides Rubio y Criostatos. El objetivo es el estudio de la viabilidad y los desafíos técnicos relativos a la construcción y operación del futuro espectrómetro ISRS.
Actuaciones:
Actuaciones de UHU:
– Prototipo de solenoide CCT.
– Prototipo de solenoide con criostato «MAGDEM».
– Estudio de elementos del sistema de medición de campo.
Actuaciones de IEM/CSIC:
– Sistema de focalización de haz para «MAGDEM».
– Prototipo de elementos críticos del detector de plano focal.
PT3: Empaquetador de haz multiarmónico. El objetivo es conseguir reducir en un factor 10 la frecuencia actual del LINAC de HIE-ISOLDE, 101,28 MHz para el óptimo funcionamiento del futuro espectrómetro ISRS.
Actuaciones:
Actuaciones de ESSB:
– Revisión de diseños críticos.
– Prueba de Aceptación de Fabricación de Prototipos.
– Prototipo de empaquetador de haz multiarmónico.
El alcance de esta memoria se circunscribe a las actividades a realizar por los grupos de investigación españoles pertenecientes a las partes firmantes de este convenio dentro de este experimento HISTARS que se financiarán con los fondos MRR referidos, quedando fuera la participación de estos grupos en actividades no financiadas con dichos fondos.
Descripción del experimento:
La instalación de haces de iones radiactivos ISOLDE del CERN es un separador de isótopos capaz de suministrar haces exóticos de unos 1000 isótopos de más de 75 elementos químicos. Desde 1992 se trasladó de su ubicación original al Proton Synchroton Booster (PSB) del CERN y mantiene su pujanza debido a las continuas mejoras de la propia instalación y sus experimentos. ISOLDE da servicio a una amplia comunidad científica que trabaja en física atómica, molecular y nuclear, física del estado sólido, biofísica y la astrofísica, así como experimentos de alta precisión. La instalación está gestionada por la Colaboración ISOLDE, formada por el CERN y quince países, europeos en su mayoría, entre los que está España. Varios grupos de investigación españoles han liderado y lideran propuestas experimentales para realizar experimentos en la instalación, entre los que se cuenta el Instituto de Física Corpuscular CSIC/Universidad de Valencia, el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC, la Universidad de Sevilla, la Unidad de Innovación Nuclear del CIEMAT, la Universidad de Huelva, la Universidad de Santiago de Compostela, y la Universidad Complutense de Madrid.
Los isótopos exóticos producidos en ISOLDE se pueden emplear en cualquiera de los experimentos de baja energía ubicados en la nave experimental, ser llevados a una zona de recolección de isótopos para usos posteriores, o bien ser acelerados a energías de entre 3 MeV/u y 10 MeV/u en el LINAC superconductor HIE-ISOLDE, la evolución del post-acelerador REX-ISOLDE preexistente. A estas energías se abren enormes posibilidades de investigación mediante reacciones de transferencia y excitación coulombiana. Es para este acelerador para el que se ha diseñado el experimento HISTARS.
HISTARS es el «detector de alta sensibilidad para medidas de vidas medias de estados nucleares poblados en reacciones en HIE-ISOLDE». Está concebido como un nuevo instrumento para combinar el potencial de medida de tiempos de estados excitados nucleares con técnicas de coincidencias electrónicas y la población de estos estados en reacciones nucleares en HIE-ISOLDE. Los fondos MRR referidos en este convenio financiarán un conjunto de detectores de respuesta temporal ultrarrápida para su uso en experimentos en HIE-ISOLDE, con un detector de partículas híbrido de rápida respuesta temporal y tres anillos de centelleadores gamma alrededor de la cámara de reacción en la línea de haz de HIE-ISOLDE. Tras la población de estados excitados en reacciones de excitación coulombiana, transferencia o transferencia múltiple de nucleones los detectores de partículas permitirán identificar el canal de reacción y los centelleadores rápidos externos detectar desexcitaciones gamma, ambos con muy buena resolución temporal, lo que hará posible la medida de tiempos de vida de estados nucleares con sensibilidad por debajo de los 50 ps.
Entidades implicadas:
Las partes firmantes de este convenio con grupos de investigación implicados en este experimento y receptores de fondos MRR destinados al mismo son:
–  Universidad Complutense de Madrid (UCM).
–  CSIC: Instituto de Estructura de la Materia (IEM) e Instituto de Física Corpuscular (IFIC).
Descripción y relación de actividades, hitos, resultados:
La participación de los grupos de españoles en este experimento, dentro del alcance de este convenio y financiada con fondos MRR, se centra en actividades relacionadas con la construcción del detector de alta sensibilidad para las mediciones de la vida media de los estados excitados poblados en los estudios de reacción nuclear en HIE-ISOLDE, su puesta a punto y comisionado con haz en la instalación.
A continuación se describen los paquetes de trabajo en los que se organiza la participación.
Paquete de trabajo 1: Objetivos de física.
El paquete de trabajo 1 está dedicado a la identificación de los casos de física que se beneficiarán de la instalación del dispositivo HISTARS, tanto para la mejora de la tasa de cuentas en reacciones de excitación coulombiana y las reacciones de transferencia, como para la implementación de medidas de tiempos de vida de estados excitados con métodos electrónicos usando coincidencias ultrarrápidas.
Hito 1: definición de casos de referencia.
Paquete de trabajo 2: Definición del dispositivo gamma de respuesta rápida de HISTARS.
El objetivo del paquete de trabajo 2 es la selección de los centelleadores gamma de mejor rendimiento para la medida de tiempos de vida nucleares, basándose en las tecnologías existentes, la definición del conjunto de centelleadores externos (tipo, número y forma de los detectores) y su ubicación óptima. Se realizarán simulaciones de Monte Carlo para evaluar la mejor posición y la combinación óptima de detectores de germanio y centelleadores para construir un anillo híbrido.
Hito 2: definición del dispositivo gamma externo de HISTARS.
Paquete de trabajo 3: Prueba y selección de detectores ultrarrápidos de partículas.
El paquete de trabajo 3 se ocupa de la selección de detectores óptimos con una respuesta temporal ultrarrápida para las mediciones de la vida media de los estados excitados que se puedan utilizar en reacciones nucleares en HIE-ISOLDE, centrándose específicamente en la detección e identificación de partículas con una buena resolución temporal. El nuevo dispositivo debe combinarse o reemplazar (parcialmente) los sistemas de detectores de tiras de silicio existentes que se utilizan para la detección del haz disperso y de los núcleos objetivo en retroceso, sin perder las capacidades de identificación y resolución de posición. Se probarán en el laboratorio los cristales de centelleo y fibras acopladas a diferentes fotosensores y se elegirá la tecnología más adecuada.
Hito 3: informe con la selección de la tecnología para detectores de partículas.
Paquete de trabajo 4: Diseño mecánico e integración de centelleadores gamma.
El paquete de trabajo 4 aborda el diseño y la construcción de la estructura mecánica para sostener los centelleadores gamma, y su implementación e integración con el soporte actual existente para los detectores de germanio de Miniball.
Hito 4: instalación de soportes mecánicos externos y pruebas de integración.
Paquete de trabajo 5: Dispositivo externo de detectores ultrarrápidos.
Este paquete de trabajo se ocupa de la adquisición de cristales de centelleo gamma rápidos y fotosensores, de su montaje e integración, y de las pruebas y puesta apunto del detector. Una vez realizadas las pruebas, se montará una configuración offline del conjunto externo y se probará con la electrónica existente. Se caracterizará todo el dispositivo conjunto y se evaluarán las prestaciones en cuanto a respuesta temporal y en energía, y eficiencia.
Hito 5: instalación del dispositivo y documento técnico sobre prestaciones.
Paquete de trabajo 6: Conjunto de detección interna.
El paquete de trabajo 6 está dedicado a la compra de los detectores rápidos para detección de partículas, su montaje y las pruebas de los detectores individuales. Se ensamblará un conjunto de prueba en laboratorio, y se pondrá a punto con fuentes empleando electrónica estándar. Se caracterizará el dispositivo interior, y se evaluarán las prestaciones en cuanto a respuesta temporal y en energía, y eficiencia.
Hito 6: prueba del conjunto de partículas rápidas.
Paquete de trabajo 7: Configuración offline de HISTARS y puesta en marcha.
El objetivo del paquete de trabajo 7 es el montaje y la integración del dispositivo total, su acoplamiento a la electrónica del front-end y el sistema de adquisición de datos, y las pruebas de rendimiento utilizando fuentes y haces estables de HIE-ISOLDE. Se prevé un margen para resolver problemas y pequeñas actualizaciones si fueran necesarias. Finalmente se pondrá en marcha el dispositivo con haz radiactivo.
Hito 7: prototipo HISTARS en funcionamiento.
Actuaciones:
Para alcanzar los objetivos antes descritos se contemplan las actuaciones descritas a continuación.
– Diseño del dispositivo gamma de respuesta rápida de HISTARS. Diseño y construcción de la estructura mecánica para centelleadores gamma, integración en ISOLDE. Participa la Universidad Complutense de Madrid.
– Abastecimiento material de centelleadores gamma, montaje y puesta a punto. Participa la Universidad Complutense de Madrid, el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC y el Instituto de Física Corpuscular del CSIC.
– Prueba y puesta a punto de detectores rápidos de partículas, selección de tecnología. Diseño del sistema interno de detección, abastecimiento de materiales, montaje y puesta en operación. Participa la Universidad Complutense de Madrid, el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC y el Instituto de Física Corpuscular del CSIC.
– Diseño del sistema de toma de datos, sistema de control e integración. Abastecimiento del sistema electrónico y de toma de datos. Participa la Universidad Complutense de Madrid y el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC.
– Puesta en marcha y pruebas de rendimiento. Participa la Universidad Complutense de Madrid, el Instituto de Estructura de la Materia del CSIC y el Instituto de Física Corpuscular del CSIC.
El alcance de esta memoria se circunscribe a las actividades a realizar por los grupos de investigación españoles pertenecientes a las partes firmantes de este convenio dentro de este experimento que se financiarán con los fondos MRR referidos, quedando fuera la participación de estos grupos en actividades no financiadas con estos fondos.
Descripción del experimento:
Los experimentos de LHC han desarrollado una innovadora infraestructura de computación, el World LHC Computing Grid (WLCG), para hacer frente a los enormes requerimientos de almacenamiento, procesado y análisis de datos. Cuarenta y dos países con más de 170 centros interconectados a través de redes de Internet dedicadas de gran capacidad contribuyen con recursos a esta instalación de computación distribuida. Actualmente, los recursos globales de WLCG superan el millón de procesadores de cálculo y el exabyte de capacidad de almacenamiento de datos. España contribuye con el 5 % de los recursos de WLCG, aportando un centro Tier-1, el Puerto de Información Científica (PIC), operado conjuntamente por las instituciones CIEMAT e IFAE.
WLCG ha sido instrumental en la explotación científica de los experimentos de LHC. La fase de alta luminosidad de LHC (HL-LHC) presenta nuevos retos computacionales debido al aumento del volumen de datos en más de orden de magnitud y de la complejidad de los mismos. Será necesario acometer en los próximos años cambios profundos en la infraestructura y en las tecnologías de computación utilizadas, así como escalar los recursos al aumento de las necesidades. La pérdida de recursos aportados por instituciones rusas supone un aumento adicional de las capacidades que deben aportar el resto de países.
Entidades implicadas:
Las partes firmantes de este convenio con grupos de investigación implicados en este experimento y receptores de fondos MRR destinados al mismo son:
– CIEMAT.
– IFAE.
Descripción y relación de actividades y resultados:
La participación de los grupos de españoles en este experimento, dentro del alcance de este convenio y financiada con fondos MRR, se centra en las siguientes actividades:
– Adquisición, instalación y operación de la infraestructura y de los servicios informáticos necesarios para el almacenamiento, procesamiento y análisis de los datos.
– Investigación, desarrollo e innovación en nuevas tecnologías de computación de procesamiento y análisis masivo de datos.
Actuaciones del CIEMAT:
– Adquisición, instalación y operación de la infraestructura y servicios de cómputo y procesamiento distribuido en red local (LAN) y global (WAN).
– Incorporación de nuevas tecnologías de procesamiento y análisis masivo de datos locales y distribuidos: tarjetas aceleradoras, tecnologías e infraestructuras de acceso a datos de baja latencia y gran capacidad, sistemas de planificación de tareas, networking de baja latencia, extensión transparente de capacidad de cómputo con recursos externos de supercomputación o en la nube.
Actuaciones del IFAE:
– Adquisición, instalación y operación de la infraestructura y servicios de almacenamiento masivo de datos en sistemas de acceso directo y de archivo de larga duración.
– Incorporación de nuevas tecnologías de almacenamiento masivo de datos y acceso a datos de baja latencia y gran capacidad: sistemas robotizados de archivado de datos en cinta magnética, sistemas de acceso a datos de baja latencia con soporte de discos de estado sólido, tecnologías de caché de datos.