Una investigadora del IFIC coordinará la selección de datos en tiempo real del mayor experimento del LHC en el CERN

En febrero de 2020, Arantxa Ruiz Martínez fue elegida por la colaboración ATLAS –formada por más de 3000 científicos de 183 instituciones de 38 países– para coordinar la selección de datos en tiempo real del experimento, uno de los mayores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, el laboratorio de física de partículas más grande del mundo. Desde este mes de octubre, es la encargada de dirigir un equipo de más de 200 investigadores e implementar mejoras en el sistema de selección de datos en tiempo real. Son datos que les permitirán explorar nuevos procesos físicos cuando se reanude el LHC en 2022, tras un periodo de mantenimiento y mejora de sus instalaciones.

El experimento ATLAS es un enorme detector de partículas de 46 metros de largo, 25 de alto y 7000 toneladas de peso. Está formado por una serie de dispositivos que se encargan de medir y registrar las partículas subatómicas generadas en las colisiones del LHC. De esta forma se estudian los componentes de la materia que forma todo lo que vemos en el Universo. Así se descubrió en 2012 el bosón de Higgs, la partícula elemental que explica el origen de la masa y la última pieza para completar el Modelo Estándar.

De entre la multitud de colisiones que se producen en el LHC, es crucial seleccionar con alta eficiencia aquellas más interesantes para su posterior estudio, como por ejemplo en las que se produzca un bosón de Higgs. El sistema de trigger (selección de datos en tiempo real) utiliza algoritmos implementados tanto en hardware como en software para reducir el caudal de datos de mil millones de colisiones por segundo en más de cuatro órdenes de magnitud. De este modo, se seleccionan unas 1000 colisiones por segundo para su almacenamiento en disco y posterior análisis. Sin el trigger, se tendrían que procesar y almacenar unos 2000 petabytes de datos cada día, lo cual no sería asumible para la cadena de adquisición ni para los recursos informáticos disponibles. El trigger es, por tanto, de una importancia capital para el experimento, ya que es por definición el primer corte de selección en todos los análisis de física de ATLAS.

Este complejo sistema es el que coordina Arantxa Ruiz Martínez (Girona, 1980), dividido en cuatro áreas principales y ocho grupos de trabajo dedicados a la reconstrucción de diferentes tipos de partículas. Desde octubre es la coordinadora principal del trigger del experimento, después de haber sido coordinadora adjunta durante el último año, y forma parte del comité ejecutivo de ATLAS que es el principal órgano de dirección de la colaboración donde se toman las decisiones que afectan a todo el experimento. Su mandato coincidirá con el inicio del tercer ciclo de funcionamiento del LHC, conocido como Run 3, que empezará en mayo del próximo año.

“Uno de los principales desafíos será la puesta a punto de nuevos elementos, tanto hardware como software. Además, el trigger debe ser capaz de dar soporte a los análisis de física desde el primer día de adquisición de datos de Run 3 y estar en plena sintonía con los desarrollos más avanzados en la reconstrucción offline de los datos. Además de estas mejoras, uno de los objetivos es diseñar un ambicioso ‘menú de trigger’ que permita cubrir regiones cinemáticas no exploradas hasta la fecha. Estos desafíos que afrontaré como coordinadora requerirán de una planificación detallada y exhaustiva, y de procesos de validación muy robustos”, asegura Arantxa Ruiz.

Licenciada en Física en la Universitat de València (2003), Arantxa Ruiz realizó su doctorado en el IFIC sobre el desarrollo del calorímetro hadrónico de ATLAS, uno de los subdetectores que forman el experimento. Tras finalizar su tesis en 2009, se desplazó al CERN para trabajar en ATLAS, primero como investigadora postdoctoral en la Universidad Estatal de Iowa (EE.UU.), luego como research fellow del CERN y después con la Universidad de Carleton (Canadá). El último año del Run 2, el segundo ciclo de funcionamiento del LHC (2015-2018), la investigadora fue la encargada de coordinar el menú de trigger de ATLAS, formado por todos los algoritmos de selección de sucesos que se utilizan durante la toma de datos. En 2018 volvió al Instituto de Física Corpuscular como investigadora Ramón y Cajal.