Juan Antonio García Pascual, investigador del CAPA Unizar, desarrollará técnicas avanzadas de bajo fondo para la búsqueda de la materia oscura gracias a un proyecto europeo Marie Curie

El proyecto de formación postdoctoral incidirá en la creación de nuevos diseños de detectores Micromegas para mejorar el umbral de detección, bajo la supervisión de Theopisti Dafní, Profesora Titular del Departamento de Física Teórica e investigadora del Grupo de Física Nuclear y Astropartículas (GIFNA), experta en detectores Micromegas y con amplia experiencia en su aplicación en la Física de sucesos poco probables.

 

LOBRES es una propuesta de Juan Antonio García Pascual, galardonada con una Acción Marie Sklodowska-Curie del programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea, que financian el desarrollo de  programas de formación postdoctoral de excelencia para investigación e innovación. Su objetivo es ayudar a desarrollar la capacidad de investigación e innovación de Europa invirtiendo en las carreras a largo plazo de investigadores excelentes.

 

La naturaleza de la materia oscura, que constituye el 85% de toda la materia del Universo, es uno de los grandes misterios de la Física moderna. Su detección supone un gran desafío, ya que apenas interacciona con la materia ordinaria. De hecho, la existencia de materia oscura sólamente ha sido probada mediante observaciones indirectas como su efecto gravitatorio sobre la materia ordinaria. Dos hipotéticas partículas podrían resolver de manera independiente el problema de la materia oscura en el Universo: los axiones y los WIMPs. Los WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) son partículas relativamente masivas que aparecen en modelos teóricos de supersimetría. Por otra parte, los axiones surgen en modelos teóricos que estudian nuevas simetrías de la Física, siendo partículas ligeras que apenas interaccionan con la materia, lo cual los hace atractivos candidatos a materia oscura.

 

Los aspectos más innovadores de LOBRES son la creación de nuevos diseños de detectores Micromegas para mejorar el umbral de detección, así como el desarrollo de una electrónica radiopura para la disminución del fondo. Este proyecto se enmarca dentro de las actividades del CAPA y más concretamente del GIFNA de la Universidad de Zaragoza y sus labores para los experimentos IAXO y TREX-DM.

 

IAXO (International Axion Observatory) es una colaboración internacional formada por 16 institutos y liderada por la Universidad de Zaragoza. El objetivo de IAXO es la construcción de un helioscopio de nueva generación para la búsqueda de axiones, que mejorará la sensibilidad a axiones en más de un factor 10. En una primera fase, la colaboración está construyendo una versión intermedia de IAXO llamada BabyIAXO con potencial para el descubrimiento de axiones. Por otra parte, el experimento TREX-DM se ubica en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc y está liderado por la Universidad de Zaragoza. TREX-DM utiliza detectores Micromegas para la detección directa de WIMPs de baja masa.

 

Los resultados del proyecto LOBRES se aplicarán en los experimentos BabyIAXO y TREX-DM para mejorar su sensibilidad y con potencial para el descubrimiento de axiones y WIMPs.

 

Juan Antonio García realizó su doctorado en la Universidad de Zaragoza en el GIFNA. Su tesis doctoral estuvo centrada en la búsqueda de axiones en el experimento CAST y fue galardonada con el Premio Extraordinario de Doctorado de la Universidad de Zaragoza. En 2016 comenzó su etapa postdoctoral en el CERN, donde se especializó en detectores de Silicio para el experimento ATLAS. Durante esta etapa estuvo involucrado también en el desarrollo de del novedoso detector HGTD para futuras mejoras del experimento ATLAS. En 2021 obtuvo una beca competitiva Juan de la Cierva en la Universidad de Zaragoza, que le ha dado la oportunidad de volver a su grupo de origen para continuar su investigación pre-doctoral aplicando toda la experiencia acumulada en el CERN.

 

El grupo GIFNA tiene una gran trayectoria en la participación de diferentes experimentos en la búsqueda de WIMPs (ANAIS y TREX-DM) y búsqueda de axiones (CAST y IAXO). El grupo tiene una excelente trayectoria en publicaciones y dirección de tesis doctorales, en la obtención de proyectos europeos, nacionales y autonómicos, donde destacan el proyecto europeo ERC-AdG IAXOPlus (H2020-788781) y el proyecto nacional BabyIAXO (PID2019-108122GB-C31), en los que participan ambos investigadores citados.