Científicos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias aportarán datos generados a través de una súper computadora como parte del proyecto del Hyper Kamiokande en Japón.
La Escuela de Ingeniería y Ciencias (EIC) del Tecnológico de Monterrey colabora en el proyecto de lo que será en 2027 el observatorio de neutrinos más grande jamás construido.
Se trata del Hyper Kamiokande, una colosal estructura subterránea cuyos antecesores (Kamiokande y Súper Kamiokande) han impactado la Física y han dado dos Premios Nobel.
Alejandro Kadsumi Tomatani, profesor de la EIC en el Tec campus Guadalajara, explicó que se trata de un tercer detector de “radiación Cherenkov”.
Este se encuentra en su fase de construcción dentro de la mina de Tochibora, a ocho kilómetros del Observatorio de Kamioka, en Japón.
Tanto el Hyper Kamiokande como sus predecesores son capaces de detectar neutrinos provenientes de la atmósfera, del sol y las explosiones de supernovas en cualquier parte de la galaxia principalmente.
Kadsumi Tomatani, detalló que los neutrinos son partículas elementales capaces de atravesar cualquier tipo de materia, por lo que son muy difíciles de detectar, al grado de ser consideradas “partículas fantasmas”.
El principio del Hyper Kamiokande es muy similar al de sus antecesores; un gigantesco contenedor en forma de tambor inundado de agua ultra pura, enterrado en las profundidades de la tierra y equipado con miles de sensores de luz.
No obstante, en esta ocasión el tamaño y el volumen del contenedor es considerablemente mayor (cinco veces más grande que el Súper Kamiokande), ya que cuenta con una estructura de hasta 78 metros de altura por 74 metros de ancho.
Dicho armazón es capaz de almacenar más de 260 mil toneladas de agua y será equipado con 40 mil fotosensores (PMT del ingles “photomultiplier tubes”); el costo de la construcción oscila entre los 600 millones de euros, informó el físico del Tec campus Guadalajara.
Al estar enterrado 650 metros bajo tierra, la roca sirve como un filtro que elimina particulas contaminantes, y solo nos permite detectar neutrinos", aseveró el catedrático.
Gracias al proyecto del Kamiokande, fue posible la detección de neutrinos cósmicos, por lo que fue galardonado con el Premio Nobel de Física el profesor Masatoshi Koshiba en el 2002.
Tiempo después, en el 2015 el profesor Takaaki Kajita junto con el profesor Arthur B. MacDonald, fueron galardonados con el Premio Nobel de Física al descubrir que el neutrino tiene masa a través de las oscilaciones cuánticas medidas en el Súper Kamiokande.
Con el Hyper Kamiokande las ambiciones van más allá, toda vez que a través de este proyecto los científicos buscan resolver un problema fundamental de la física y que tiene que ver con la violación de la simetría carga-paridad (CP).
“Al observar el universo nos podemos dar cuenta de que hay más materia que antimateria, es uno de los grandes misterios de la física”, apuntó el profesor Alejandro Kadsumi.
¿Cómo colabora el Tec en el proyecto del Hyper Kamiokande?
El Tecnológico de Monterrey forma parte de una terna de instituciones educativas en México que colabora con el proyecto del Hyper Kamiokande que en estos momentos está formalizando la colaboración.
En total, son 79 instituciones en el mundo de 13 diferentes países que están contribuyendo de alguna manera al proyecto general.
El físico de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, Alejandro Kadsumi Tomatani y su equipo trabajan en el área de software del proyecto, aprovechando las capacidades tecnológicas de una “súper computadora”, que se encuentra en el campus Guadalajara.
“Estamos tratando de entender uno de los más grandes misterios de la física ".
La “NVIDIA-DGX-1” es capaz de discriminar neutrinos a través de “machine learning”, una rama de la inteligencia artificial cuyo objetivo es desarrollar algoritmos para entrenar a la computadora a efecto de que pueda ser capaz de identificar ciertos patrones a través de imágenes.
Según el catedrático del Tec campus Guadalajara, se trata del primer equipo especializado en procesamiento de datos y deep learning, que fue adquirido por una universidad latinoamericana.
“Las computadora nos permite clasificar los neutrinos por sabor de acuerdo con sus propiedades”, explicó Alejandro Kadsumi.
Con la información generada por la computadora es posible estimar posibles escenarios que son compartidos con las diferentes áreas del proyecto del Hyper Kamiokande, el cuál está liderado por el profesor Masato Shiozawa y la investigadora Francesca Di Lodovico.
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