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El CIEMAT colabora con ARQUIMEA en la fabricación de telescopios gamma y aceleradores de partículas
El Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) colabora con ARQUIMEA en diversas áreas tecnológicas, abarcando desde la aplicación de tecnología en proyectos de astrofísica de partículas hasta la fabricación de componentes para grandes instalaciones de aceleradores de partículas.
En particular, los departamentos de Investigación Básica y Tecnología del CIEMAT desempeñan un papel destacado en el Observatorio Europeo Cherenkov Telescope Array (CTA), liderando el diseño y desarrollo de elementos cruciales de las cámaras para los telescopios LST desde 2009. Esta colaboración ha consolidado la posición global del CIEMAT como referente en la innovación para telescopios gamma de nueva generación.
Partiendo de los requisitos científicos establecidos por la división de Astrofísica de Partículas, los ingenieros del CIEMAT han desarrollado cámaras compactas, fáciles de mantener y que superan ampliamente los rigurosos estándares del observatorio CTA. Con un tamaño de 3x3x1.5 m^3 y un peso de 2 toneladas, estas cámaras pueden resistir el ambiente de alta montaña en los observatorios, asegurando condiciones internas ideales para el funcionamiento preciso de los sensores de luz y la electrónica de control. Esto se integra con el propósito de facilitar un mantenimiento eficiente, garantizando una alta disponibilidad para la observación.
La instrumentación electrónica desarrollada por el departamento de Tecnología del CIEMAT desempeña un papel crucial en la detección en tiempo real de eventos interesantes durante la observación. Un circuito integrado específico (ASIC) detecta las señales analógicas de luz Cherenkov y discrimina la luz de fondo del cielo nocturno. Los circuitos lógicos reconfigurables (FPGA) de sincronización son esenciales para cumplir con los exigentes requisitos temporales de la cámara, logrando una resolución temporal de 1 nanosegundo en los 4m^2 de superficie del plano focal de detección equipado con 1855 fotomultiplicadores.
La primera cámara, construida en las instalaciones del CIEMAT, fue inaugurada en el Observatorio del Roque de los Muchachos en 2018. El éxito de este primer telescopio condujo al Instituto Astrofísico de Canarias a abrir una licitación cofinanciada por el Gobierno de España para construir otras tres cámaras y completar el observatorio CTA en el hemisferio norte. ARQUIMEA ganó la licitación, estableciendo una colaboración con el CIEMAT a través de contratos de prestación de servicios de investigación. Las cámaras fueron entregadas en 2022 al IAC para su instalación en los telescopios.
En otro ámbito, el departamento de tecnología del CIEMAT participó en el desarrollo de equipos para el láser de electrones libres XFEL.EU en Hamburgo. Esto incluyó mesas de posicionamiento con repetitividad submicrométrica para los cuadrupolos de las intersecciones. CIEMAT desarrolló prototipos según las especificaciones de XFEL.EU y validó el diseño en 2011. Después, a través de licitaciones desde CIEMAT, se produjo en serie más de un centenar de estas mesas en la industria nacional, finalizando el suministro en 2015. La calidad de los dispositivos y el éxito de la transferencia de tecnología llevaron a XFEL.EU a solicitar catorce unidades adicionales para la ampliación del acelerador, y en esta ocasión ARQUIMEA ha obtenido la licitación directa financiada por XFEL.EU.
La colaboración entre CIEMAT y ARQUIMEA ha demostrado el éxito de la asociación público-privada para la industrialización y transferencia de conocimiento. Ha permitido llevar prototipos y desarrollos de investigación a la industria, capacitando a esta última con competencias que le posibilitan acceder a licitaciones de tecnologías avanzadas a nivel nacional e internacional. Este enfoque conjunto ha contribuido al progreso tecnológico y al fortalecimiento de ambas entidades en el ámbito científico e industrial.