Telescopios submarinos de neutrinos: nuevas perspectivas

2021

CONSELLERIA DE INNOVACION, UNIVERSIDADES, CIENCIA Y SOCIEDAD DIGITAL

INV. COMPETITIVA PROYECTOS

Ardid Ramírez Miguel

Este proyecto plantea la realización de diferentes actividades en el marco de nuestra participación en la Colaboración KM3NeT alineadas con este Programa, permitiéndonos abordar nuevas iniciativas y reforzar nuestra participación y aportaciones a la Colaboración. Concretamente, se trata de las siguientes acciones. En primer lugar, queremos aprovechar la infraestructura de KM3NeT y estudiar la posibilidad de explorar la detección de neutrinos ultraenergéticos (> 1 EeV) por medio de la extensión a un detector híbrido ópticoacústico, aprovechando los sistemas ópticos de detección propios de KM3NeT y acústicos del sistema de posicionamiento. Los sistemas actuales, aunque útiles para este fin y formaran parte del sistema global, no son ni suficientes ni idóneos y se va a desarrollar un prototipo de módulo sensor óptico-acústico que complemente el detector. El módulo consiste en una pequeña "antena" o red compacta con varios sensores ópticos y acústicos. La estructura también contendría un sistema de calibración óptico basado en Nano-balizas LED de longitud de onda variable. Esta antena sería el componente elemental de la extensión híbrida de KM3NeT, que rodearían los detectores KM3NeT a distancias de varios centenares de metros. Operados en sincronía serían capaces de reconocer y registrar los eventos de interés (trigger), y del análisis de los mismos determinar la dirección y energía del neutrino. La segunda actividad es la relativa al desarrollo de algoritmos de inteligencia artificial en KM3NeT en sus diferentes ámbitos: clasificación de eventos, reconstrucción de parámetros (tales como dirección y energía de astropartículas), y el procesamiento y análisis big data de experimentos de astropartículas. La idea es no solo aplicar las técnicas de aprendizaje automático más recientes, sino que en el marco del "Lab of Natural and Designed Intelligence" de la UPV desarrollar y sacar provecho de técnicas propias. La tercera actividad planteada es el estudio de la respuesta del detector KM3NeT/ORCA y sus fondos, de cara a la explotación de los datos para el estudio de las oscilaciones de neutrinos y la determinación de la jerarquía de masas. Para ello será fundamental aplicar algoritmos de inteligencia artificial a los datos adquiridos por el detector. La última actividad es la relativa al análisis de datos de KM3NeT en el marco de búsqueda de fuentes con sondas multimensajeras con especial atención a las observaciones en coincidencia con ondas gravitacionales que se detectarán en el 4º run de observaciones LIGO-VIRGO-KAGRA.