Després de més de tres anys de treballs d’actualització, millores i manteniment, els feixos han estat circulant pel complex d’acceleradors del CERN des d’abril, amb el LHC i els seus injectors posats en marxa per a nous feixos de major intensitat i energia. Ara, el LHC està llest per a funcionar amb feixos estables, condició que permet als experiments encendre tots els seus subsistemes i començar a prendre les dades que s’utilitzaran per a l’anàlisi d’aquest nou període física. El LHC funcionarà les 24 hores del dia durant 4 anys aproximadament, a l’energia rècord de 13,6 bilions de electronvolts (TeV).

El Run 3 ha multiplicat molt significativament la capacitat d’acumulació de dades en comparació amb el Run 1, que va donar lloc al descobriment del Bosó de Higgs, la qual cosa suposa un canvi molt important i obri el camí a nous descobriments.

Els quatre grans experiments del LHC han dut a terme importants actualitzacions dels seus sistemes de lectura i selecció de dades, amb nous mecanismes de detecció i d’infraestructures informàtiques. Els detectors ATLAS i CMS esperen registrar més col·lisions durant el Run 3 que en els dos cicles de física anteriors junts. L’experiment LHCb s’ha renovat per complet i espera multiplicar per 10 la seua taxa de recollida de dades, mentre que ALICE aspira a multiplicar per 50 el nombre de col·lisions registrades.

Amb l’augment de les dades que es recolliran i l’augment de l’energia de les col·lisions, el Run 3 pretén ampliar encara més el ja divers programa de física del LHC: els científics de les diverses col·laboracions investigaran la naturalesa del bosó de Higgs amb una precisió sense precedents. Podran observar processos abans inaccessibles, i augmentarà la seua capacitat per a realitzar mesures més precises de processos ja coneguts que aborden qüestions fonamentals, com ara l’origen de l’asimetria matèria-antimatèria en l’univers. A més, s’espera que el personal investigador puga estudiar les propietats de la matèria en condicions extremes de temperatura i densitat. La comunitat científica també buscarà candidats a la matèria fosca i altres fenòmens nous, mitjançant cerques directes o indirectes, en aquest últim cas mesurant amb major precisió les propietats de les partícules ja conegudes.

Els experiments més xicotets del LHC –TOTEM, LHCf, MoEDAL amb el seu nou subdetector MAPP– i els recentment instal·lats FASER i SND@LHC també estan preparats per a explorar fenòmens dins i fora del Model Estàndard, des dels monopols magnètics, fins als neutrins i els raigs còsmics.

La participació del IFIC en el Run 3

Més d’una vintena de grups de recerca espanyols participen en projectes científics internacionals que treballen amb les dades recollides durant les col·lisions que succeeixen a l’interior del LHC. Concretament, l’IFIC porta temps posant a punt els detectors per a l’inici de la presa de dades i realitzant les millores d’alguns d’ells per completar les actualitzacions programades des de 2019 en els experiments d’ATLAS, LHCb i MoEDAL.

El grup ATLAS de l’IFIC centra el seu treball en l’estudi del bosó de Higgs o del quark més pesat (el quark top) a la cerca de física no prevista en el Model Estàndard, tant de manera directa com buscant xicotetes desviacions en processos coneguts. Carmen García, representant de l’IFIC en la Col·laboració ATLAS, comenta: “Estem ansiosos per començar aquesta nova etapa del LHC i veure què ens ofereix tant la nova energia com la major quantitat de dades que esperem acumular. Tenim un programa de treball molt extens que inclou, per exemple, entendre si el mecanisme de Higgs és també responsable de donar massa a partícules més lleugeres com els muons”.

El grup LHCb de l’IFIC basa la seua investigació en estudis de polarització, tant en processos rars amb fotons com en altres més abundants d’hadrons pesats, sensibles a noves teories i aspectes poc compresos de la interacció forta. El grup també està implicat en propostes per a estendre les cerques de partícules de llarga vida mitjana predites per noves teories, entre altres. “El nou detector LHCb, amb totes les seues millores i especialment el seu nou sistema de trigger altament flexible, permetrà dilucidar les anomalies observades i ampliar el programa de física del LHCb. Els pròxims anys seran excitants i de molta faena”, explica Fernando Martínez, investigador del LHCb a l’IFIC.

Per la seua banda, MoEDAL, coordinat per Vasiliki Mitsou des de l’IFIC, té com a objectiu la cerca de partícules molt exòtiques, monopols magnètics i partícules massives (SMPs).
L’ampli i prometedor programa científic previst per a aquesta nova temporada de física en el LHC manté a la comunitat espanyola expectant i entusiasmada. “Portem temps preparant-nos per a aquest nou i il·lusionant desafiament. El Run 3 proporcionarà una major sensibilitat a fenòmens encara no explorats, ens permetrà investigar amb més detall el camp de Higgs i esperem que aclarisca les anomalies observades en algunes desintegracions rares de quarks pesants”, explica Antonio Pich, director del Centre Nacional de Física de Partícules, Astropartícules i Nuclear (CPAN) i investigador de l’IFIC. I conclou: “Comencem un altre apassionant període d’experimentació que ens pot oferir grans sorpreses”.

Retransmissió en directe de l’inici del Run 3

El començament del Run 3 es retransmetrà en directe pel següent enllaç i a través dels canals i xarxes socials del CERN, a partir de les 16.00 hores (CEST). Els comentaris en directe en cinc idiomes (anglés, francés, alemany, italià i espanyol), realitzats des del Centre de Control del CERN, guiaran als espectadors a través de les diferents etapes d’operació de l’accelerador, des que els feixos són injectats en el LHC fins que aquests col·lideixen en els quatre punts d’interacció on es troben els detectors. La retransmissió en directe conclourà amb una sessió de preguntes i respostes amb experts de la comunitat del CERN.

Enllaços d’interés:

Més informació del Run 3: https://home.cern/press/2022/run-3

Enllaç a la retransmissió en espanyol (YouTube):

https://www.youtube.com/watch?v=nm-awsljmxc

El Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) participa en ANTARES y en su sucesor, KM3NeT, una gran infraestructura científica para dilucidar misterios del Universo, el origen de los rayos cósmicos y la materia oscura.

Esta semana tiene lugar la instalación de nuevas líneas de detección del telescopio de neutrinos KM3NeT. Se trata de una gran infraestructura que se ubica en las profundidades del mar Mediterráneo y que permitirá dilucidar el origen de los rayos cósmicos, así como entender mejor la naturaleza del neutrino o arrojar luz sobre el misterio de la materia oscura en el centro de la Vía Láctea y en el Sol. El Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV), ha contribuido al desarrollo, diseño y puesta en marcha de este gran experimento y de su antecesor, ANTARES.

El telescopio KM3NeT, que ocupa un kilómetro cúbico del mar Mediterráneo entre Francia e Italia a una profundidad entre 2.500 y 3.500 metros, sucederá definitivamente a ANTARES. Este telescopio de neutrinos fue desconectado hace unos meses tras 16 años de funcionamiento, aunque sus datos aún están siendo analizados. El desmantelamiento de sus líneas de detectores ya se ha producido, siendo reemplazadas por las nuevas más optimizadas de KM3NeT.

KM3NeT está formado por dos detectores. ARCA, con dos bloques de 115 líneas de detectores, 20 de ellas ya en funcionamiento, está dedicado a la astronomía de neutrinos. Y ORCA, un solo bloque de 115 líneas de detectores que, con la instalación de 5 nuevas líneas esta semana, alcanza ya 15 operativas. ORCA cuenta con mayor densidad de fotomultiplicadores, lo que sirve para detectar mejor los neutrinos atmosféricos y estudiar una de las propiedades más sorprendentes de esta misteriosa partícula: el cambio (oscilación) entre sus distintos tipos al atravesar la Tierra. La siguiente campaña para desplegar más líneas de detección en ORCA está prevista para este otoño. ORCA se completará en 2026 y ARCA en 2028, según las previsiones.

Los neutrinos son partículas elementales muy abundantes en el Universo, pero muy escurridizas y difíciles de detectar. En la astronomía de neutrinos se detectan los que se producen en los fenómenos más violentos y energéticos del universo, cuyo estudio serviría para intentar dilucidar cuestiones aún por resolver como el origen de los rayos cósmicos o de la materia oscura.

Los telescopios de neutrinos tienen la particularidad de ubicarse a grandes profundidades (a 2-3 km de la superficie) y de poseer una infraestructura característica en la que se distribuyen sensores ópticos en líneas verticales conformando un bosque de fotomultiplicadores que observa en la oscuridad grandes volúmenes de agua o de hielo. En el caso de los detectores submarinos, este diseño hace que tanto su construcción como su desmantelamiento gire en torno al reto de desplegar o retirar líneas distribuidas a lo largo de grandes áreas abisales.

Participación del IFIC

El grupo VEGA (Valencia Experimental Group of Astroparticles) del IFIC ha tomado parte en el desarrollo de ANTARES y del actual KM3NeT desde sus comienzos. Participa tanto en la integración y construcción como en el mantenimiento y análisis de datos en el seno de sendas colaboraciones internacionales. “En los próximos años, KM3NeT será el buque insignia de la comunidad astronómica europea de neutrinos y ofrecerá excelentes oportunidades científicas que los grupos españoles están dispuestos a aprovechar”, comenta Juan José Hernández Rey, anterior portavoz de ANTARES y fundador del grupo VEGA del IFIC. “ANTARES ha sido un éxito indiscutible gracias al tesón de un grupo de científicos e ingenieros extraordinario, pero lo más interesante está por venir, como se verá muy pronto”, afirma Juande Zornoza, actual líder del grupo VEGA.

ANTARES 

Durante todos estos años, ANTARES ha producido gran cantidad de datos que han dado lugar a los resultados científicos más completos sobre la búsqueda de WIMPs, una de las partículas candidatas más populares a formar la materia oscura. También está confirmando el flujo de neutrinos cósmicos visto por IceCube, así como dilucidando su procedencia, entre otros resultados destacados.

En el grupo VEGA del IFIC continúan realizando análisis que buscan fuentes puntuales de neutrinos cósmicos en coincidencia con otros mensajeros astrofísicos, así como búsquedas de materia oscura en el centro de la Vía Láctea y en el Sol. Además, el grupo ha contribuido al desarrollo del hardware, al diseño del detector y testeo de sus elementos, a su construcción, a la calibración temporal y al estudio de las propiedades ópticas del entorno del detector. Varios coordinadores de grupos de trabajo de la colaboración ANTARES son miembros de VEGA en el IFIC: Paco Salesa (astronomía), Rebecca Gozzini (materia oscura) y Agustín Sánchez (calibración).

La semana pasada, la Comisión Europea ha aprobado la incorporación a su Red Europea de Centros de Innovación Digital de la candidatura InnDIH de la Comunitat Valenciana. La valoración de la Comisión Europea ha sido de «excelente» con un 14,5 sobre 15 en la puntuación obtenida.

La propuesta, coordinada por ITI y promovida por la Agència Valenciana de Innovació (AVI), constituye la mayor colaboración público-privada de la Comunitat Valenciana en el ámbito de la digitalización, ya que cuenta con el respaldo de 48 entidades, entre universidades, centros tecnológicos y de investigación y la CEV. Entre estas entidades se incluye el IFIC, centro mixto de la Universidad de Valencia (UV) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), que ha puesto a disposición de la colaboración su centro de computación avanzada Artemisa y las capacidades ligadas a su laboratorio de electrónica y su laboratorio de radiofrecuencia de alto gradiente.

La suma de los integrantes de InnDIH ofrece un conjunto de infraestructuras y capacidades muy potente, con más de 100 demostradores e infraestructuras de experimentación (espacios de datos, laboratorios, demostradores…), más del 50% de ellos de Tecnologías Digitales.

InnDIH contará con un presupuesto cercano a los seis millones de euros en los próximos tres años que empleará para tratar de consolidar a todo el ecosistema de agentes en la Comunitat Valenciana, con el objetivo de favorecer la digitalización de las pymes y de la administración pública.

Además, supone un acceso a la Red de DIH a nivel europeo. Por lo que permitirá el establecimiento de acuerdos con otros DIH que complementan las capacidades presentes en la Comunitat Valenciana para poder responder a todas las necesidades y retos de la región.

En las últimas décadas, los avances astronómicos han sido gracias al resultado de nuevos instrumentos que han permitido realizar observaciones en toda la banda electromagnética, desde la astronomía radio hasta el espectro de luz visible y los rayos gamma de alta energía.  El reciente descubrimiento de las ondas gravitacionales y la realización de experimentos con neutrinos a muy gran escala prometen ampliar de nuevo la astronomía, utilizando mensajeros más allá de la radiación electromagnética.  Este es un hecho comparable al descubrimiento de las lunas de Júpiter por parte de Galileo, quien utilizando un primitivo telescopio obtuvo un gran descubrimiento, que supuso el nacimiento de la astronomía moderna.

Durante la conferencia titulada: “The Birth of Multimessenger Astronomy”, Barry Barish, expondrá la situación actual en la que se encuentra este novedoso campo de estudio, y profundizará en el porqué se presenta como promesa de la astronomía.

Se denomina astronomía multimensajero al conjunto de observaciones múltiples que se realiza con información de distintas fuentes, por ejemplo, ondas electromagnéticas y gravitacionales. Tener información de distintos tipos permite complementar las detecciones, para así tener una imagen más detallada del objeto o fenómeno que se está observando. La radiación electromagnética, las ondas gravitacionales, los neutrinos y los rayos cósmicos son distintos conjuntos de emisiones que pueden provenir de una misma fuente astrofísica, pero que pueden analizarse de forma separada.

Cada tipo de radiación nos permite profundizar en el conocimiento del fenómeno observado, proporcionando así distintas perspectivas que facilitarán más información para poder comprenderlo desde una óptica múltiple. Hasta hace unos años las ondas gravitacionales solo eran predichas por la teoría y observadas de forma indirecta. Pero en 2015 la colaboración científica LIGO pudo detectar señales de una colisión entre dos agujeros negros en su interferómetro. Desde entonces, se han observado decenas de colisiones de agujeros negros y estrellas de neutrones. En algunos casos se ha podido relacionar la señal en ondas gravitacionales con señales electromagnéticas del mismo evento. Estos hallazgos marcan el inicio de la astronomía multimensajero, que promete revolucionar el conocimiento de los fenómenos astrofísicos más extremos.

Barry C. Barish (Omaha, EEUU, 1936) es un físico estadounidense y profesor emérito del Instituto de Tecnología de California (Caltech). Estudió Física en la Universidad de California en Berkeley, donde también se doctoró en física experimental de altas energías a principios de los años 60. En 1963 llegó a Caltech, donde ha transcurrido toda su carrera científica. En su vertiente experimental, desarrolló el primer experimento con un haz de neutrinos de alta energía en Fermilab, el principal laboratorio de física de partículas de Estados Unidos. En los 90 formó parte de uno de los experimentos del Súper Colisionador Superconductor (SSC), un gran acelerador de partículas que iba a construirse en Texas y que finalmente fue cancelado, aunque parte del equipo pasó a trabajar en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN.

En 1994 Barish se convirtió en el investigador principal de LIGO. Consiguió la financiación para la construcción de las dos sedes del observatorio (Livingston y Hanford) y, como director a partir de 1997, creó la colaboración científica LIGO, donde participan más de 1000 científicos y técnicos de 18 países, entre ellos España. De 2006 a 2013 lideró el proyecto para diseñar el Colisionador Lineal Internacional (ILC), un nuevo acelerador de partículas de precisión para profundizar en los descubrimientos del LHC como el bosón de Higgs. Fue en este ámbito que surgió la colaboración activa con el Instituto de Física Corpuscular.

En febrero de 2016, la colaboración LIGO anunció oficialmente la primera detección de ondas gravitacionales procedentes de la fusión de dos agujeros negros. Barish fue premiado junto a Rainer Weiss y Kip Thorne, otros de los impulsores de LIGO, con el Nobel de Física de 2017 “por sus contribuciones decisivas al detector LIGO y la observación de las ondas gravitacionales”. Los tres compartieron el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica de ese año con la colaboración LIGO.

La conferencia ofrecida por Barry Barish tendrá lugar en el Auditorio Marie Curie del Parc Científic de la Universitat de València, el próximo 30 de mayo las 11:30h. El evento está abierto al público general hasta completar aforo.

Es tracta del projecte REMO (Radiotraçadors per a l’estudi d’Ecosistemes Marins i Oceànics). El seu objectiu és analitzar els efectes del canvi climàtic en la fauna marina, que es troba afectada per l’elevada acidificació dels oceans, efecte que es ve produint per l’increment d’emissions de CO₂ a l’atmosfera. Segons l’equip, executar aquest estudi amb corals i mol·luscos és fonamental per tractar-se d’organismes que construeixen els seus esquelets o les seues petxines amb carbonat de calci, per la qual cosa un augment en l’acidesa de l’aigua perjudicaria el seu creixement.

El projecte es realitzarà en dos aquaris del Oceanogràfic, i la principal eina per a l’anàlisi del calci absorbit pels invertebrats serà un detector desenvolupat per l’IFIC amb tecnologia nuclear. Aquesta tècnica utilitza un radiotraçador dissolt en aigua –Calci-45 radioactiu–, que mesura la quantitat de calci d’una forma no perjudicial ni destructiva per a l’animal. Aquest mètode també permetrà monitorar la captació de calci d’un mateix individu durant tot el seu creixement, una pràctica fins al moment no desenvolupada a Espanya.

A més, el grup de l’IFIC té com a objectiu la implementació del seu ús en altres camps de la investigació científica amb ecosistemes marins, com el de la nutrició, la parasitologia, la microbiologia i l’ecologia.

L’avanç també permetrà una millor comprensió de la calcificació en organismes, inclòs l’humà, tot contribuint així als avanços de la biotecnologia en el camp de les ciències mèdiques.

Es tracta d’una iniciativa multidisciplinària que compta amb finançament de l’Agencia Estatal de Investigación, a través de projectes nacionals, la Generalitat Valenciana, mitjançant la iniciativa ThinkInAzul, i l’INFN italià. El projecte està liderat per l’Institut de Física Corpuscular i hi participen l’Oceanogràfic de València, l’Institut d’Aqüicultura Torre de la Sal (IATS-CSIC) i l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare d’Itàlia (INFN-LNL). REMO té una duració de tres anys.

Les conseqüències de l’acidificació dels oceans

L’acidificació de les mars i oceans no sols amenaça el medi marí, sinó també la seguretat alimentària i l’economia. El 60% dels esculls de coral de tot el món està en perill a conseqüència de l’activitat humana i s’estima que, a aquest ritme, més de la meitat podrien desaparéixer en 2030. El 25% de la biodiversitat marina es troba en els esculls de corals. Una deterioració d’aquests afectaria la biodiversitat a nivell global.
Els corals, igual que alguns mol·luscos com les clòtxines o els caragols de mar, depositen carbonat càlcic en els seus esquelets i petxines, i un increment de l’acidificació de l’aigua els afectaria al llarg del seu desenvolupament i molt especialment en les primeres fases, tot alterant el seu creixement i fent-los, per exemple, més fràgils i vulnerables enfront dels seus depredadors; una reacció en cadena que afectaria la biodiversitat, l’equilibri de l’ecosistema marí i, en conseqüència, el de tot el planeta.

El trabajo supone un novedoso avance en la metodología empleada hasta ahora en este tipo de estudios.

Un artículo publicado recientemente en la revista Methods in Ecology and Evolution presenta la aplicación, por primera vez, de la Inteligencia Artificial Generativa en la predicción de los patrones de coexistencia de plantas. En este trabajo participan el Centro de Investigaciones sobre Desertificación (CIDE), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), la Universitat de València y la Generalitat Valenciana, y el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del CSIC y la Universitat de València. Los modelos desarrollados arrojan predicciones correctas sobre ecosistemas semiáridos como los presentes en la Comunitat Valenciana.

Las especies de la Tierra están interconectadas entre sí. Cada planta, animal o bacteria vive en conexión con otras especies, de manera que en una comunidad pueden coexistir hasta miles de especies que interactúan directa e indirectamente. Ante la pérdida de biodiversidad actual, resulta clave conocer la dinámica de estas interacciones y los patrones de relación entre distintas especies en un ecosistema, las llamadas ‘redes ecológicas’.

En este campo, investigadores del CIDE han unido fuerzas con los del IFIC para realizar un estudio que contribuye a la predicción de estos patrones a través del uso de técnicas de computación en Inteligencia Artificial denominadas de Aprendizaje Automático (Machine Learning). El Aprendizaje Automático puede contribuir a desentrañar esta multitud de interconexiones de las redes ecológicas gracias a su gran capacidad para detectar patrones más allá de las estadísticas tradicionales.

Miguel Verdú, investigador del CSIC en el CIDE, explica que “en este estudio exploramos el uso de un conjunto de técnicas de Aprendizaje Automático de vanguardia llamadas Inteligencia Artificial Generativa para predecir patrones de coexistencia de especies que podrían usarse para desentrañar los mecanismos que subyacen al ensamblaje de la comunidad”.

Por su parte, Verónica Sanz, ‘Investigadora Distinguida Beatriz Galindo’ de la Universitat de València en el IFIC, señala que “la capacidad del aprendizaje no supervisado es fascinante. Al ser entrenados con las observaciones realizadas por el CIDE, nuestros algoritmos aprendieron relaciones muy complejas. Por ejemplo, el hecho de que existan especies que cooperan y facilitan la repoblación, pero que se transforman en competidoras al presentarse ciertas especies nuevas”.

Una realidad compleja

El estudio se centra en ecosistemas semiáridos que abundan en España y en la Comunitat Valenciana, que presentan como particularidad una estructura de la vegetación en forma de parches. Generalmente, estos parches se inician a partir de especies pioneras bien adaptadas a las exigentes condiciones ambientales, que se establecen en primer lugar y facilitan la colonización por otras especies menos resistentes a dichas condiciones.

En este estudio se analizaron 5.153 parches de vegetación en suelos de yeso y caliza, que contenían entre 2 y 17 especies por parche. Los resultados permitieron obtener predicciones correctas sobre la abundancia relativa de parches con diferente composición de especies, la afinidad de las especies vegetales con el suelo y el papel de las interacciones indirectas de tercer y cuarto orden en la coexistencia de pares de especies. En este último caso se observó que los efectos positivos de una especie sobre otra tendían a reducirse en presencia de una tercera o cuarta especie.

La capacidad mostrada por el modelo para ‘aprender’ los patrones de coexistencia de las especies permite generar predicciones realistas sobre patrones complejos que serían difíciles de detectar en el campo. Por todo ello, “estos modelos nos ofrecen una valiosa oportunidad para comprender mejor las reglas que gobiernan cómo se conectan las distintas especies de las comunidades en ecosistemas naturales, y contribuyen a mejorar la predicción de las consecuencias que tiene la pérdida de especies relacionadas entre sí”, concluye Miguel Verdú.

Referencia:

Hirn, J., García, J.E, Montesinos-Navarro, A., Sánchez-Martín, R., Sanz, V. & Verdú, M. 2022. A Deep Generative Artificial Intelligence system to predict species coexistence patterns. Methods in Ecology and Evolution.

https://doi.org/10.1111/2041-210X.13827

En aquesta convocatòria podran sol·licitar l’ús de la infraestructura tots els grups d’investigació de les universitats públiques i organismes públics d’investigació espanyols.

Artemisa compta actualment amb 23 servidors que allotgen sengles processadors NVIDIA GPU Volta V100, 11 servidors una GPU NVIDIA Ampere A100 i un servidor amb 8 GPUs del mateix model. Aquests servidors son especialment aptes per a realitzar càlculs en intel·ligència artificial. A més d’aquests servidors, que han d’utilitzar-se en manera “batch”, hi ha disponibles dues interfaces on els usuaris poden assajar prèviament els seus programes. Artemisa compta addicionalment amb un sistema d’emmagatzematge i de CPUs d’última generació.

Els grups que desitgen utilitzar Artemisa hauran de sol·licitar-ho en el seu lloc web:

https://artemisa.ific.uv.es/

seguint els passos que allí s’indiquen.

Les sol·licituds seran avaluades per un comité que tindrà en compte l’interés científic de les propostes, l’historial del grup proponent, l’adequació dels càlculs a l’ús dels recursos d’Artemisa, en particular la utilització de la intel·ligència artificial i les disponibilitats de la infraestructura. Addicionalment, es podrà tindre en compte el seu impacte social, molt especialment si els objectius del projecte estan recollits en la matriu de prioritats de la RIS3 de la Comunitat Valenciana.

Artemisa està cofinançada per la Unió Europea i la Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esport de la Generalitat Valenciana a través del projecte IDIFEDER/2018/048 del Programa Operatiu FEDER 2014-2020 de la Comunitat Valenciana.

El comitè LHCC analitza de manera continuada la trajectòria de cadascun dels experiments i dóna recomanacions tant als mateixos experiments com al Consell de Recerca del CERN (CERN Research Board); revisa, a més, la situació de la Computing Grid, LHCCG, la xarxa de càlcul distribuït que permet analitzar la quantitat ingent de dades que els detectors de l’LHC generen. Una altra de les tasques que aquest comitè duu a terme és l’avaluació del progrés dels projectes de recerca i desenvolupament relacionats amb l’LHC, que són essencials per al futur del Gran Col·lisionador. El comitè LHCC està presidit pel Dr. Frank Simon de l’Institut Max-Planck de Física de Munic i està format per una vintena de científics i científiques d’Europa, els Estats Units, el Canadà i el Japó.

“És una època apassionant per a l’LHC. El Run 3 (tercer període de funcionament de l’accelerador) està molt prop i les noves dades poden ajudar a comprovar si es confirmen les petites desviacions del Model Estàndard que s’han observat. Seria una revolució veritable”, afirma l’investigador de l’IFIC.

El CERN està actualment embarcat en una gran remodelació de l’LHC i dels seus experiments associats que desembocarà en un augment substancial del ritme de col·lisions de partícules abans que acabe la dècada.

“Complir l’ambiciós calendari de l’Alta Lluminositat LHC és un autèntic repte tant per a l’accelerador com per als experiments. És impressionant l’esforç, la capacitat de treball i l’entusiasme que dediquen els físics, els enginyers i els tècnics per complir els exigents terminis marcats”, apunta Hernández-Rey.

Juan José Hernández Rey (Madrid, 1957) és Professor de Recerca del CSIC a l’Institut de Física Corpuscular (IFIC). El seu camp de recerca és la física experimental de partícules i astropartícules. Ha dut a terme experiments en diversos acceleradors de partícules com el Super-Sincrotó de Protons del CERN, el Tevatró del Fermi National Accelerator Centre (Estats Units) i el Col·lisionador Electró-Positró (LEP) del CERN. Els seus interessos científics han abastat diversos camps com l’estudi de les partícules amb encant, el del bosó electrodèbil Z i la cerca de partícules supersimètriques.

Durant l’última dècada, Hernández Rey ha treballat en la recerca de neutrins còsmics d’alta energia. Fou portaveu adjunt de la Col·laboració ANTARES, que va construir el primer telescopi de neutrins submarí del món, i és membre de la Col·laboració KM3NeT, que està instal·lant dos detectors de neutrins de gran volum en el fons del mar Mediterrani. És membre del Particle Data Group, l’equip internacional que examina i compila les propietats de les partícules elementals. Ha sigut director de l’IFIC de 2015 a 2019 i és membre del consell científic del CNRS.

El càrrec té una vigència de dos anys.

Referències:

https://scientific-info.cern/archives/history_CERN/Scientific_committees

https://committees.web.cern.ch/lhcc/

Ha concluido con éxito el congreso anual de la Acción europea COST PARTICLEFACE. El encuentro, celebrado de forma semipresencial, ha tenido lugar en el Instituto Ruđer Bošković de Zagreb, Croacia, donde se reunieron un número reducido de investigadores para cumplir con la normativa COVID, mientras que el resto de los participantes se conectó de forma remota a las sesiones de trabajo y a la reunión anual del comité de dirección.

COST es una asociación europea intergubernamental que promueve la cooperación transnacional financiando el establecimiento de redes abiertas de colaboración entre investigadores, en particular, con países vecinos, fomentando actividades en países europeos con potencial de crecimiento (ITC por sus siglas en inglés de Inclusive Target Countries) y mejorando la visibilidad de los investigadores jóvenes.

La Acción COST PARTICLEFACE, liderada por el IFIC y gestionada por el CSIC, fue establecida en 2017 con el objetivo de mejorar la precisión de las teorías que se utilizan para buscar nuevas partículas y fenómenos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN y futuros aceleradores, desarrollando nuevos algoritmos y metodologías tanto teóricas como experimentales. Desde su inicio, la Acción COST PARTICLEFACE ha financiado 12 conferencias y talleres de trabajo, 5 escuelas de formación especializadas, 46 estancias de investigación y 33 becas para la asistencia a congresos internacionales de investigadores de países ITC.

La irrupción de la pandemia supuso un parón importante en las actividades de la Acción, similar al de otras Acciones COST. Muchas de las actividades programadas para gran parte del año 2020 y principios de 2021 tuvieron que ser suspendidas, retrasadas o tuvieron lugar de forma remota. La reunión celebrada en Zagreb es la primera que tiene lugar de forma semipresencial desde el inicio de la pandemia, y supone un paso significativo en la reanudación de actividades cara a cara. El encuentro tuvo lugar en el Instituto Ruđer Bošković de Zagreb, el principal centro de investigación de Croacia, donde se presentaron los últimos resultados de los grupos de trabajo de la Acción, destacando varias presentaciones de doctorandos de varios países, entre los que se encuentra Selomit Ramírez del IFIC, quién presentó un nuevo algoritmo cuántico para diagramas de Feynman.

El congreso sirvió también para conocer la historia de dos personajes locales. Por una parte Ruđer Bošković de quien el instituto toma su nombre, físico, astrónomo, matemático y poeta del siglo XVIII, y precursor entre otras muchas contribuciones de la teoría atómica. Y el Prof. Balthazar, personaje de ficción protagonista de una serie de animación de los años 70, quien probablemente ha despertado la vocación científica en muchos niños y niñas croatas.

Por otro lado, se inicia esta semana en un entorno natural cerca de Riga, Letonia, la primera Escuela Báltica de Física de Altas Energías y Tecnologías de Aceleradores dirigida a estudiantes de doctorado y máster. Esta es una iniciativa promovida conjuntamente por ocho instituciones de los tres países bálticos, Estonia, Letonia y Lituania, aunque abierta a estudiantes de otros países, que ha sido posible gracias al apoyo de PARTICLEFACE y que tiene como objetivo convertirse en un acontecimiento anual para promover la física de partículas en estos países.

A principios de este siglo, los experimentos del LHC buscaron la mejor solución para varios retos: abordar un desafío de procesamiento de datos de varios petabytes sin precedentes, proporcionar una infraestructura en continuo crecimiento y adaptativa que da servicio a más de 6.000 científicos de 200 universidades y laboratorios en 45 países, las 24 horas del día, y analizar los datos del LHC en busca de nuevos descubrimientos.

Para hacer frente a estos retos, se han llevado a cabo una serie de iniciativas centradas en formar una malla mundial de nodos informáticos (GRID Computing) comunicados a través de una serie de protocolos de software.

La solución de Computación Distribuida GRID se convirtió en una realidad y se implementó de manera efectiva alrededor de 2003. Desde entonces los miembros de los experimentos del LHC pueden enviar sus trabajos, los cuales requieren el procesamiento de gran cantidad de datos, desde diferentes sitios distribuidos geográficamente en todo el mundo.

La coordinación entre centros fue un aspecto muy importante para su organización y para ello LHC optó por un sistema “escalonado” de manera que quedara en tres niveles: Tier 0 en el CERN, Tier 1 en varios sitios regionales y centros de Tier2 con muy buena conectividad entre ellos. Esto supuso el nacimiento del proyecto Worldwide LHC Computing Grid (WLCG).

El WLCG es una colaboración compuesta por más de 170 centros informáticos distribuidos en 42 países, que conectan infraestructuras de red nacionales e internacionales. Entre ellos, el IFIC y el departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universitat de Valencia participan con un Tier2 desde la primera ejecución. Por ende, también forman parte de la “cloud ibérica”, una región donde hay recursos tanto de cálculo como de almacenamiento para el procesado y análisis de datos del LHC, y cuenta con un Tier1 y varios Tier2s, proporcionando recursos informáticos a la colaboración del experimento ATLAS, otro de los principales experimentos del CERN.

El objetivo principal del WLCG es construir y mantener una infraestructura informática distribuida para almacenar, distribuir y analizar los datos de los experimentos del LHC. El WLCG cuenta con el apoyo de muchos proyectos GRID, como LHC Computing Grid (LCG), European Grid Initiative (EGI), NorduGrid – Advanced Resource Connector (ARC) y Open Science Grid (OSG), entre otros.

Otra área del LHC que también se basa en el uso de datos recopilados algo diferente al anteriormente mencionado pero no menos importante, es la obtención del conocimiento de estos datos mediante la aplicación de técnicas de aprendizaje automático / aprendizaje profundo, a través de técnicas de Inteligencia Artificial (IA) y el Machine Learnig (ML).

Estas herramientas se están aplicando en varios aspectos de la física de altas energías, en particular en los experimentos del LHC en sistemas de activación y adquisición de datos, en desafíos informáticos, simulación de eventos, reconstrucción, rendimiento de detectores, análisis de física, entre otros.

El grupo del IFIC hace uso de estas herramientas para la mejora de las medidas de observables y la búsqueda de Nueva Física, centrándonos en las actividades de análisis de física y simulación de las colisiones en ATLAS.

Por un lado, el grupo ha mejorado la eficiencia de clasificación para la separación de sucesos que implican Nueva Física respecto al fondo del Modelo Standard aplicando técnicas supervisadas y no supervisadas de ML. Por otro lado, se producen grandes cantidades de datos simulados mediante métodos de Deep Learning, aprendizaje profundo, para su utilización en el análisis de física con el valor añadido de un coste menor en tiempo de computación.

Para estos estudios se han utilizado librerías de ML de código abierto que nos abren una perspectiva de implementación más ágil y versátil.

Además, el grupo del IFIC ha podido utilizar ARTEMISA, una infraestructura muy avanzada disponible en el instituto. ARTEMISA significa “Entorno ARTificial para Machine Learning e Innovación en Computación Científica Avanzada” y está ubicado en el Centro de Computación IFIC. Es un nuevo equipo dedicado a técnicas de IA como ML y Big Data y funciona de forma continua gracias a su sistema por lotes. Los usuarios pueden desarrollar y probar sus programas y enviar sus trabajos a 23 máquinas con procesadores GPU.

ARTEMISA está abierto a todos los grupos científicos afiliados a cualquier universidad pública o institución de investigación española.