49°14′52″N 123°13′50″O / 49.247792, -123.230596
TRIUMF es el centro nacional de aceleradores de partículas de Canadá . Se considera el principal laboratorio de física de Canadá, [1] y constantemente se lo considera uno de los principales centros de investigación de física subatómica del mundo . [2] Propiedad y operación de un consorcio de universidades, se encuentra en el campus sur de uno de sus miembros fundadores, la Universidad de Columbia Británica en Vancouver , Columbia Británica, Canadá. Alberga el ciclotrón de conducción normal más grande del mundo , [3] una fuente de protones de 520 MeV, que fue nombrado un hito del IEEE en 2010. [4] Sus actividades centradas en aceleradores involucran física de partículas, física nuclear, medicina nuclear , ciencia de materiales y desarrollo de detectores y aceleradores.
En el lugar trabajan más de 500 científicos, ingenieros, técnicos, comerciantes, personal administrativo, investigadores posdoctorales y estudiantes. Cada año atrae a más de 1000 investigadores nacionales e internacionales y ha generado más de 1000 millones de dólares en actividad económica durante la última década.
Para desarrollar las prioridades de investigación de TRIUMF, los físicos de las instalaciones y de la universidad siguen el plan a largo plazo del Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería (NSERC) para la física subatómica. [5] TRIUMF también tiene más de 50 acuerdos internacionales para la investigación colaborativa. [6]
El asteroide 14959 TRIUMF recibe su nombre en honor al laboratorio. [7]
TRIUMF fue fundada en 1968 por la Universidad Simon Fraser , la Universidad de Columbia Británica y la Universidad de Victoria para satisfacer las necesidades de investigación que ninguna universidad podía satisfacer por sí sola. El nombre TRIUMF era originalmente un acrónimo basado en TRI University Meson Facility , pero ya no refleja su estado actual como un consorcio de 19 universidades miembros y asociadas en todo Canadá . [8]
Desde sus inicios como una instalación universitaria local, se ha convertido en un laboratorio nacional, manteniendo al mismo tiempo fuertes vínculos con los programas de investigación de las universidades canadienses. Sus campos de estudio relacionados se han ampliado desde la física nuclear hasta incluir la física de partículas, la ciencia molecular y de los materiales, la medicina nuclear y la investigación y el desarrollo de aceleradores.
El ciclotrón de 520 MeV de TRIUMF fue puesto en servicio oficialmente el 9 de febrero de 1976 por Pierre Trudeau , el decimoquinto primer ministro de Canadá , quien dijo: "Realmente no sé qué es un ciclotrón, pero ciertamente estoy muy feliz de que Canadá tenga uno". [9]
Antes de que se construyera el SRC (ciclotrón de anillo superconductor) de Riken , TRIUMF era el ciclotrón más grande del mundo en términos de peso y radio de haz o campo magnético. El SRC de Riken es ahora más pesado que el ciclotrón TRIUMF, pero TRIUMF tiene el radio de haz más grande y el tanque de vacío más grande. El campo magnético de Riken cubre de 3,5 m a 5,5 m de radio con un radio de haz máximo de aproximadamente 5 metros (200 pulgadas), mientras que el campo de TRIUMF va de 0 a aproximadamente 320 pulgadas de radio con un radio de haz máximo de 310 pulgadas, ya que requiere un campo magnético más bajo para reducir la eliminación de EM.
TRIUMF ha tenido nueve directores de operaciones:
1965 – Los físicos nucleares de Columbia Británica llegan a un acuerdo sobre la instalación de mesones
1968 – John Warren se convierte en el primer director de TRIUMF
1969 – TRIUMF celebra ceremonia de apertura
1970 – Ceremonia de inauguración
1971 – Comienza el montaje del ciclotrón y Reginald Richardson se convierte en director de TRIUMF
1974 – Ciclotrón produce su primer haz
1975 – Se inicia el programa de ciencia de protones, primer haz de protones polarizado, primer experimento μSR en TRIUMF
1976 – Dedicación oficial de Pierre Elliot Trudeau, el Dr. Erich Vogt se convierte en Oficial de la Orden de Canadá, Jack Sample se convierte en director de TRIUMF
1977 – El espectrómetro de resolución media MRS entra en funcionamiento, primeros doctorados que utilizan haces TRIUMF
1978 – Comienza el análisis de activación de neutrones, acuerdo AECL/Nordion para la producción de isótopos médicos, primera producción de yodo-123 en Beamline 4A para distribución en Canadá
1979 – Se inicia la primera línea de luz de piones/muones M13, programa de terapia de piones contra el cáncer
1980 – Comienza la construcción de la cámara PET (la segunda en Canadá), se construye la TPC para estudiar decas raras (la primera utilizada en un experimento)
1981 – Se inician los estudios de la fábrica KAON y Erich Vogt se convierte en director de TRIUMF
1982 – Se instala el conducto de isótopos al hospital de la UBC, se completa el programa np y pp, AECL Commercial Products envía los primeros isótopos desde TRIUMF
1983 – La Reina inaugura el PET, primer ciclotrón comercial en el lugar, primer estudio de separación de isótopos en línea (ISOL)
1985 : se crea el primer canal de muones de superficie especialmente diseñado; el NSERC financia la línea de luz HERA en el laboratorio DESY en Alemania
1986 – Contribución a la línea de luz de 50 MeV de HERA en nombre de Canadá
1987 – Yamasaki recibe la Medalla Imperial (se cita μSR), la instalación TISOL produce el primer haz radiactivo, la Universidad de Manitoba y la Universidad de Montreal se convierten en miembros asociados, TRIUMF se convierte en la instalación nacional de mesones de Canadá
1988 – EBCO fabrica el primer ciclotrón médico de 30 MeV, se financia el estudio de definición del proyecto KAON Factory y la Universidad de Toronto se convierte en miembro asociado
1989 – El NRC agrega la transferencia de tecnología al mandato de TRIUMF, la Universidad de Regina se convierte en miembro asociado
1990 – Se instala el TR-30 y comienza el diseño del ISACI (acelerador de isótopos)
1991 – Buckyballs estudiados por μSR, se completa el espectrómetro de segundo brazo SASP
1992 – Rob Kiefl gana la Medalla Herzberg por estudios de MuSR, TISOL Red Giant 12 C(α,γ)
1993 – Comienza la captura de átomos en TRIUMF, se instala el ciclotrón médico TR-13
1994 – Alan Astbury se convierte en director de TRIUMF, se inicia la participación de ATLAS y LHC en el CERN
1995 – Comienza el tratamiento del melanoma ocular, TRINAT atrapa los primeros átomos, los componentes del detector HERMES pasan a HERA, comienzan las pruebas comerciales del efecto de la radiación con protones
1996 – Se aprueba la construcción de la cámara de alambre central de BaBar
1997 – Comienza la construcción civil del ISAC-I, se aprueba el TWIST, comienza la participación de la SNO, se propone el experimento DRAGON
1998 – Primera viga de ISAC-I, la Universidad de Carleton y la Universidad de Queens se convierten en miembros asociados, se entrega la cámara de alambre central de BaBar, NSERC financia DRAGON
1999 – Instalación ISOL (isótopo en línea) con corriente de haz de protones más alta del mundo, mediciones de duración de 37-K en ISAC, TRIUMF se convierte en el Laboratorio Nacional de Física Nuclear y de Partículas de Canadá
2000 – La Universidad de Carleton se convierte en miembro de pleno derecho, la Universidad McMaster se convierte en miembro asociado, se aprueba ISAC-II, ISAC-I acelera el primer haz estable, CSI recibe premio por el nuevo PET , el espectrómetro 8π se traslada a TRIUMF
2001 – ISAC acelera por primera vez isótopos raros, se ponen en servicio los primeros ISAC-I PRL, TUDA y DRAGON
2002 – Financiación inicial de TIGRESS, comienza el desarrollo de TITAN
2003 – La Universidad de Guelph se convierte en miembro asociado, se inaugura el edificio ISAC-II, se entregan los imanes del LHC a Ginebra, Suiza, se reciben las primeras CPU de nivel 1 de ATLAS
2004 – La Universidad de Toronto se convierte en miembro de pleno derecho, la Universidad de Saint Mary's se convierte en miembro asociado, se otorga el premio Seaborg a Don Fleming por su trabajo pionero en muonio, se mide el radio de carga de 11 Li, comienza la colaboración de T2K con J-PARC, se otorga el premio Synergy por la colaboración entre TRIUMF y Nordion
2005 – Se trata al paciente número 100 de melanoma ocular, se publican los resultados del ensayo TUDA 21 Na(ρ,ρ') 21 Na, Jean-Michel Poutissou recibe la Legión de Honor (Francia), se obtienen los primeros resultados de la desintegración de muones del experimento TWIST
2006 – Se publican los resultados de DRAGON 26 Al(ρ,γ) 27 Si
2007 – La Universidad de Montreal se convierte en miembro de pleno derecho, Premio Synergy por la colaboración entre TRIUMF y D-PACE, Nigel Lockyer se convierte en director de TRIUMF, primer experimento ISAC-II, medición de 11 Li(ρ,t) 9 Li con MAYA, medición de masa de 11 Li (el ion más ligero y de vida más corta jamás medido en la trampa de Penning)
2008 – Medición TUDA de 18 F(ρ,α) 15 O, TRIUMF forma AAPS (Soluciones Avanzadas de Física Aplicada) con CECR Comienza la asociación de investigación y desarrollo con el Laboratorio VECC, Calcuta, India, Medición de masa de 6 He (el más ligero jamás medido)
2009 – TIGRESS está en pleno funcionamiento, nueva iniciativa de investigación y desarrollo sobre radioquímica Nordion/TRIUMF, TWIST obtiene resultados finales sobre la desintegración de muones, se completa la actualización de la línea de haz M9
2010 – Comienza el proyecto ARIEL (Laboratorio Avanzado de Isótopos Raros), primer objetivo de actínidos en ISAC
2011 – TRIUMF establece un récord mundial de producción de isótopos [10]
2015 – Un consorcio multidisciplinario liderado por TRIUMF recibe el Premio NSERC Brockhouse Canada para la Investigación Interdisciplinaria en Ciencia e Ingeniería por su destacada colaboración en la realización de una solución para la producción segura y confiable del isótopo médico crítico tecnecio-99m utilizando ciclotrones. [11] El consorcio incluye expertos en física , química y medicina nuclear de TRIUMF, la Agencia del Cáncer de Columbia Británica , el Centro para el Desarrollo y Comercialización de Sondas (CPDC), el Instituto de Investigación en Salud Lawson y la Universidad de Columbia Británica [12]
2018 – TRIUMF celebra su semicentenario, 50 años de operaciones, desde que recibió la primera financiación.
2020 – TRIUMF se convierte en una entidad incorporada. TRIUMF Inc. es una organización benéfica registrada sin fines de lucro.
TRIUMF es propiedad y está operada como una empresa conjunta por un consorcio de 21 universidades, incluidos 14 miembros de pleno derecho y 7 asociados. Las universidades miembro son la Universidad de Alberta , la Universidad de Columbia Británica , la Universidad de Carleton , la Universidad de Guelph , la Universidad de Manitoba , la Universidad de Montreal , la Universidad Simon Fraser , la Universidad de Queen , la Universidad de Toronto , la Universidad de Victoria , la Universidad de Waterloo y la Universidad de York . Las universidades asociadas son la Universidad de Calgary , la Universidad McMaster , la Universidad del Norte de Columbia Británica , la Universidad de Regina , la Universidad McGill , la Universidad de Saint Mary's , la Universidad de Sherbrooke , la Universidad de Winnipeg y la Universidad Western . [13]
TRIUMF está organizado en cuatro divisiones que se centran en distintos aspectos de la investigación y las operaciones: [14]
La Oficina del Director , con el apoyo de los Subdirectores de Investigación y Operaciones, tiene la supervisión general de:
Además, TRIUMF Innovations (enlace al sitio web) es el brazo de comercialización de TRIUMF, que vincula las actividades de sus laboratorios con oportunidades comerciales y de comercialización tangibles. Establecida en 2017, reemplazó a Advanced Applied Physics Solutions, Inc. (AAPS), la entidad de comercialización anterior de TRIUMF. [15]
A medida que TRIUMF ha aplicado selectivamente su experiencia a otras áreas de investigación y a la generación de oportunidades empresariales, su programa central de física nuclear, de partículas y de aceleradores se ha ampliado para cubrir áreas clave en ciencias de la vida, moleculares y de los materiales.
En el corazón de TRIUMF se encuentra el ciclotrón de 520 MeV que produce los haces de protones primarios. Una gran parte del programa TRIUMF depende de estos haces, incluido el ISAC, el Centro de Ciencias Moleculares y de Materiales, programas de μSR y β-NMR, y la Instalación de Tratamiento de Protones. La operación del ciclotrón principal ha permitido a TRIUMF adquirir la experiencia para operar los tres ciclotrones médicos para BWXT Medical y el ciclotrón médico TR-13 utilizado para producir isótopos médicos, y ayudar a las empresas a explotar oportunidades comerciales para la venta de ciclotrones y otras tecnologías de aceleradores.
TRIUMF produce iones de hidrógeno con carga negativa (H − : 1 protón, 2 electrones) a partir de una fuente de iones. Los iones se transportan a través de una línea de haz electrostático evacuado que contiene elementos para enfocar y dirigir el haz a lo largo de 60 m hasta el ciclotrón. El ciclotrón de energía variable de 520 MeV (millones de electronvoltios) acelera estos iones con un campo eléctrico alterno de alta frecuencia y utiliza un imán masivo de seis sectores para confinar el haz en una trayectoria espiral hacia afuera. Al insertar una lámina de extracción de grafito muy delgada, se eliminan los electrones del ion H − mientras se permite que el protón pase a través de él. El protón, debido a que es una partícula con carga positiva, se desvía en la dirección hacia afuera debido al campo magnético y se dirige a una línea de haz de protones.
El proceso de aceleración tarda aproximadamente 0,3 ms antes de que el protón alcance tres cuartas partes de la velocidad de la luz. El éxito de los programas de TRIUMF depende de la capacidad de suministrar protones desde el ciclotrón de forma fiable. Normalmente, el ciclotrón, aunque tiene más de 35 años, tiene un tiempo de funcionamiento medio superior al 90% (2000-2007), con un promedio de 15 años justo por debajo del 90%. Normalmente, el haz se suministra durante unas 5.000 horas al año con un periodo de mantenimiento importante (tres meses) y uno menor (un mes). Las propiedades y capacidades del haz del ciclotrón han mejorado con los años como resultado de las actualizaciones de los sistemas y la infraestructura fundamental que proporciona los campos magnéticos y eléctricos y los resonadores de RF , así como el recipiente de vacío, servirá a TRIUMF durante muchos años más.
TRIUMF cuenta con cuatro sondas de extracción independientes con láminas de distintos tamaños para suministrar protones simultáneamente a hasta cuatro líneas de haz. Debido a la alta energía del haz de protones, estas líneas de haz utilizan elementos de enfoque y dirección magnéticos en lugar de electrostáticos.
Las instalaciones de ISAC y ARIEL (en construcción) producen y utilizan haces de iones pesados para producir isótopos de vida corta para su estudio. El haz de protones del acelerador principal se utiliza como haz conductor en ISAC a través de la línea de luz BL2A y una de las dos estaciones objetivo de ARIEL a través de la línea de luz BL4N (en construcción) para producir haces de isótopos exóticos que se aceleran aún más utilizando aceleradores lineales . La segunda estación objetivo de ARIEL utiliza un haz de electrones del elinac TRIUMF como haz conductor. Varios experimentos estudian las propiedades y la estructura de estos isótopos exóticos junto con su nucleosíntesis . Entre ISAC-I e ISAC-II, se pueden completar muchos experimentos.
En las instalaciones del ISAC-I, se pueden dirigir protones de 500 MeV a un máximo de 100 μA hacia uno de los dos objetivos de producción para producir isótopos radiactivos. Los isótopos pasan a través de un tubo calentado hasta una fuente donde se ionizan, se aceleran desde la plataforma de alto voltaje de la fuente a un máximo de 60 kV y se envían a través de un separador de masa para seleccionar el haz de iones de elección. El haz se transporta en la línea de haz electrostático de transporte de haz de baja energía (LEBT) y se envía a través de un patio de maniobras al área experimental de baja energía o a una serie de estructuras de aceleración a temperatura ambiente al área experimental de energía media del ISAC-I. Los experimentos en el ISAC-I incluyen:
Un microscopio utilizado para examinar el comportamiento de los núcleos atómicos producidos, que se recogen en el centro de 8pi, donde sufren una desintegración radiactiva. El componente principal del espectrómetro 8π son los detectores de germanio hiperpuro que se utilizan para observar los rayos gamma emitidos por los estados excitados de los núcleos hijos.
El Detector de Retrocesos y Gammas de Reacciones Nucleares (DRAGON) es un aparato diseñado para medir las velocidades de las reacciones nucleares importantes en astrofísica, particularmente las reacciones de nucleosíntesis que ocurren en los entornos explosivos de novas, supernovas y explosiones de rayos X.
El experimento de espectroscopia láser de haz rápido colineal (CFBS) en TRIUMF está diseñado para explotar la alta intensidad del haz y la capacidad de producción de radioisótopos de las instalaciones ISAC de TRIUMF, así como las modernas técnicas de enfriamiento del haz con trampa de iones, para medir los niveles de energía hiperfina y los cambios isotópicos de isótopos de vida corta utilizando espectroscopia láser.
La trampa de iones para la ciencia atómica y nuclear (TITAN) de TRIUMF mide la masa de isótopos de vida corta con alta precisión. Los isótopos radiactivos de ISAC se envían a TITAN para su enfriamiento, reproducción de carga y captura. Todo el proceso ocurre en aproximadamente 10 milisegundos, lo que permite estudiar isótopos radiactivos con vidas medias cortas.
TRINAT, la trampa de átomos neutros de TRIUMF, contiene un grupo de átomos neutros suspendidos en un espacio muy pequeño, en alto vacío, lo que permite el estudio de los productos de desintegración de los átomos radiactivos.
Los haces de isótopos raros producidos en la instalación ISAC-II se transportan en la línea de haz electrostático de transporte de haz de baja energía (LEBT) y se envían a través de un patio de maniobras al área experimental de baja energía o a una serie de estructuras de aceleración a temperatura ambiente en el área experimental de energía media ISAC-I. Para la entrega de alta energía, el haz del acelerador lineal de tubo de deriva (DTL) se desvía hacia el norte a lo largo de una línea de transferencia en forma de S hasta el acelerador lineal superconductor (SC-linac) ISAC-II para la aceleración por encima de la barrera de Coulomb (5–11 MeV/u). TRIUMF comenzó a desarrollar tecnología de aceleradores superconductores en 2001 y ahora es líder en el campo con un gradiente de aceleración demostrado (a beta baja) significativamente superior a otras instalaciones operativas. Los experimentos en ISAC-II incluyen:
El analizador de masas electromagnéticas (EMMA) (fecha de finalización 2016) es un espectrómetro de masas de retroceso para la instalación ISAC-II de TRIUMF. ISAC-II proporcionará haces intensos de iones radiactivos con masas de hasta 150 unidades de masa atómica a científicos internacionales que estudian la estructura nuclear y la astrofísica nuclear. Las energías de estos haces dependerán de los núcleos específicos que se aceleren, pero las velocidades máximas típicas oscilarán entre el 10 y el 20 % de la velocidad de la luz.
Anteriormente conocido como el conjunto Chalk River/Laval, HERACLES consta de 150 detectores de centelleo que cubren casi 4-pi. Se utilizó en más de una docena de experimentos en los últimos diez años para estudios de fragmentación múltiple a energías intermedias (10 a 100 MeV/A).
El espectrómetro con supresión de escape de rayos gamma TRIUMF-ISAC (TIGRESS) es un nuevo espectrómetro de rayos gamma de última generación diseñado para un amplio programa de investigación en física nuclear con haces de iones radiactivos acelerados proporcionados por el acelerador lineal superconductor ISAC-II.
Los experimentos que se enumeran a continuación utilizan ambas instalaciones.
Una instalación de propósito general para estudiar reacciones nucleares de importancia astrofísica con detectores de estado sólido .
Una cámara de ionización con capacidades completas de reconstrucción de trayectorias para estudiar reacciones de importancia astrofísica.
Instalación de medición de tiempos de vida por efecto Doppler de TRIUMF , que es una configuración experimental para la medición de los tiempos de vida de los estados excitados de los núcleos.
El experimento ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN utiliza colisiones protón-protón a la energía más alta jamás alcanzada en el laboratorio para buscar el bosón de Higgs , la partícula central del modelo actual de cómo las partículas subatómicas alcanzan masa. ATLAS también buscará fenómenos "más allá del modelo estándar" de física de partículas, como la supersimetría , las dimensiones extra y la composición de quarks. El detector ATLAS observará las partículas que emergen de los aproximadamente 900 millones de colisiones protón-protón por segundo y, aunque la electrónica rápida filtrará los eventos de modo que solo se registren los más probables de ser de interés, ATLAS producirá entre 3,5 y 5,0 petabytes de datos por año (un petabyte equivale a un millón de gigabytes). Además, se producirán conjuntos de datos secundarios que podrían duplicar la cantidad de datos producidos.
Para analizar esta enorme cantidad de información, el CERN está coordinando una red internacional de grandes centros de computación de alto rendimiento que están conectados mediante herramientas de computación en red de modo que actúan como un único sistema enorme. Esta red se denomina Worldwide LHC Computing Grid (WLCG). El Centro de Datos Tier-1 canadiense, ubicado en TRIUMF, trabaja con nueve de los otros centros Tier-1 de ATLAS en el mundo para procesar los datos brutos producidos por el experimento. Además, se utilizan centros Tier-2 ubicados en universidades, tanto en Canadá como en el extranjero, para procesar aún más los resultados del análisis Tier-1 y extraer resultados de física innovadores de los datos. Los centros Tier-2 también serán los sitios principales para las simulaciones por computadora de ATLAS, que es una parte integral del análisis de datos.
TRIUMF utiliza partículas subatómicas como sondas de la estructura de los materiales en el Centro de Ciencia Molecular y de Materiales (CMMS). Las técnicas principales son μSR y β-NMR.
TRIUMF utiliza una técnica llamada μSR, una potente sonda para estudiar materiales como semiconductores, imanes y superconductores. Se crean haces de muones positivos con sus espines alineados en la misma dirección. Cuando estos haces se lanzan a un material, los espines de los muones se mueven en precesión (se tambalean como un trompo) alrededor de los campos magnéticos locales del material. Los muones inestables pronto se desintegran en positrones ; dado que estos antielectrones tienden a emitirse en la dirección del espín de los muones, los científicos de μSR pueden examinar cómo los campos magnéticos internos de diferentes materiales han afectado a los espines de los muones observando las direcciones en las que se emiten los positrones.
La RMN detectada por β es una forma exótica de resonancia magnética nuclear (RMN) en la que la señal de precesión del espín nuclear se detecta a través de la desintegración beta de un núcleo radiactivo. La cuestión central que se debe estudiar es cómo las propiedades electrónicas y magnéticas locales cerca de una interfaz o superficie de nuevos materiales (por ejemplo, un superconductor de alta temperatura de contacto) difieren de las del material en masa.
TRIUMF utiliza su experiencia adquirida en el desarrollo de detectores para física nuclear y de partículas, en colaboración con universidades canadienses, para respaldar el desarrollo de detectores avanzados, incluidos los destinados a las ciencias moleculares y de los materiales y a la medicina nuclear. El Departamento de Ciencia y Tecnología de TRIUMF diseña y construye sistemas de detectores completos que incluyen mecánica, servicios, electrónica de interfaz, procesamiento de señales digitales y adquisición de datos.
El núcleo del programa de medicina nuclear de TRIUMF es la tomografía por emisión de positrones o PET, una técnica mediante la cual se combinan pequeñas cantidades de núcleos radiactivos, conocidos como radioisótopos, con determinadas biomoléculas y se inyectan en el cuerpo. Las biomoléculas se pueden "rastrear" mediante la obtención de imágenes de los productos de desintegración (dos fotones producidos por la desintegración del núcleo radiactivo mediante la emisión de un positrón) fuera del cuerpo. La PET permite determinar cuantitativamente la concentración de compuestos marcados con positrones en el espacio y el tiempo dentro del cuerpo vivo. La PET es más sensible que cualquier otro método de obtención de imágenes humanas, como la resonancia magnética o la tomografía computarizada , especialmente para la detección del cáncer.
Las instalaciones del programa PET en TRIUMF incluyen sistemas de ciclotrón para la producción de radioisótopos, laboratorios de química para la síntesis de radiofármacos y laboratorios de control de calidad. TRIUMF utiliza actualmente el ciclotrón médico TR-13 y los sistemas de diana para la producción de 18 F, 11 C y 13 N. Las instalaciones de producción de radiofármacos incluyen la pequeña sala limpia modular en el ciclotrón para la síntesis de 18 F-fluorodesoxiglucosa (FDG) para BCCA, así como tres laboratorios anexos de química para la producción y el desarrollo de radiofármacos utilizados en la investigación del cerebro y otros programas en la UBC.
El Centro de Investigación del Parkinson del Pacífico (PPRC) es un programa conjunto de TRIUMF/UBC que estudia los trastornos del sistema nervioso central. Aproximadamente el 80% de los estudios están relacionados con la enfermedad de Parkinson y el resto con los trastornos del estado de ánimo y la enfermedad de Alzheimer . El programa ha explorado los orígenes, la progresión y las terapias de la enfermedad, así como las complicaciones derivadas de la terapia utilizando imágenes moleculares como herramienta principal.
El Programa de Imágenes Funcionales de la BCCA es una colaboración entre la agencia, TRIUMF, UBC y el Hospital Infantil de BC . El capital adquirido a través del Fondo de Tecnologías Emergentes de la Autoridad Provincial de Servicios de Salud de BC permitió la compra del primer escáner híbrido PET/CT de la provincia en 2004. El programa clínico PET/CT, ubicado en el Centro de Vancouver de la BCCA, fue posible gracias al suministro de TRIUMF de 18 F, el radionúclido emisor de positrones utilizado en la producción de 18 F- fluorodesoxiglucosa (FDG). La FDG, como marcador del metabolismo de la glucosa , es el trazador utilizado en las imágenes PET oncológicas, un estudio de diagnóstico que se ha convertido en un estándar de atención en el tratamiento de muchos tipos de cáncer.
Desde 1995, TRIUMF ha construido varias líneas de luz que proporcionan haces de neutrones y protones de baja intensidad y muy energéticos para simular la exposición a la radiación en entornos espaciales o terrestres. Incluso a baja intensidad, varios minutos de exposición a estos haces pueden corresponder a años de funcionamiento en el espacio, el aire o la tierra, de modo que se pueden realizar pruebas aceleradas de los componentes electrónicos.
Estas instalaciones de TRIUMF, PIF y NIF, han sido reconocidas desde entonces como sitios de prueba de primer nivel para los efectos de la radiación espacial utilizando protones y, con la capacidad de usar estos protones para producir un espectro de energía de neutrones similar al que se encuentra a altitudes de aeronaves y a nivel del suelo, también es posible realizar pruebas con neutrones. Una gran fracción de los usuarios de protones son empresas canadienses relacionadas con el espacio, como MDA Corporation , mientras que el uso de neutrones lo realizan principalmente empresas internacionales para aviónica, microelectrónica y equipos de comunicaciones, como The Boeing Company o Cisco Systems, Inc.
Además, una de las líneas de luz se utilizó para el tratamiento del cáncer de melanoma ocular en el Centro de Terapia de Protones, que funcionaba en colaboración con la Agencia del Cáncer de Columbia Británica y el Departamento de Oftalmología de la UBC. Antes de que el tratamiento con protones estuviera disponible, el procedimiento más común era la extirpación del ojo. Otros tratamientos posibles incluían la extirpación quirúrgica del tumor (que tiene graves limitaciones) o la implantación de un disco radiactivo en la pared del ojo debajo del tumor durante algunos días. Estas alternativas no eran adecuadas para tumores grandes y podían dañar partes sensibles del ojo, lo que a menudo daba como resultado la pérdida de visión. Sin embargo, después de la terapia de protones, los pacientes pueden conservar una visión útil. Los protones entran en el ojo con una energía cuidadosamente controlada y se detienen a una distancia precisa y predecible en el interior. Depositan su energía de movimiento ( energía cinética ) en una capa muy estrecha, destruyendo las células vivas en esa capa. Debido a que el haz de protones está tan concentrado y deposita su energía de manera tan predecible, podemos destruir con éxito un tumor y, al mismo tiempo, preservar mejor las otras partes cercanas del ojo. El programa de terapia de protones en TRIUMF se interrumpió en 2019.
TRIUMF también participa en el desarrollo y construcción de detectores y equipos para experimentos de física de partículas de mayor tamaño ubicados en todo el mundo.
La colaboración internacional ALPHA , centrada en atrapar antihidrógeno con experimentos basados en el CERN , incluye miembros de TRIUMF. [16] El equipo ALPHA-Canadá, dirigido por el científico investigador de TRIUMF, el Dr. Makoto C. Fujiwara, fue reconocido con el Premio John C. Polanyi 2013 del NSERC por su trabajo con el equipo ALPHA en el CERN para comprender la antimateria . [17] El equipo canadiense incluyó a más de una docena de científicos y estudiantes que trabajaban en física de plasma , atómica , de materia condensada , de partículas , de detectores y de aceleradores , de la Universidad de Columbia Británica (UBC), la Universidad Simon Fraser (SFU), la Universidad de Calgary , la Universidad de York y TRIUMF. [18]
TRIUMF tiene una relación de colaboración de larga data con la KEK de Japón , que se fortaleció aún más en diciembre de 2015 cuando se anunció que cada organización establecería sucursales en la respectiva institución de la otra para facilitar el avance de sus actividades de investigación en física. [19]
Los físicos, ingenieros y personal técnico del acelerador TRIUMF tienen una experiencia única en el diseño y construcción de partes críticas del acelerador, como el ensamblaje de los calorímetros de argón líquido para el detector ATLAS . Además, TRIUMF participó en la construcción y adquisición de varios imanes y fuentes de alimentación para el propio LHC. Las contribuciones resultantes al acelerador fueron una parte necesaria de la inversión canadiense en el proyecto. TRIUMF también alberga el Centro de Datos de Nivel 1 de ATLAS-Canadá, financiado por la Fundación Canadiense para la Innovación . Este centro procesará previamente los datos brutos del experimento antes de que los analicen investigadores canadienses y extranjeros. También proporcionará a los expertos en detectores nacionales acceso a los datos brutos para una calibración y un seguimiento detallados. [20]
TRIUMF se involucró activamente por primera vez en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO) cuando el proyecto necesitaba ayuda de ingeniería. La Oficina de Diseño y el Taller de Maquinaria de TRIUMF construyeron componentes clave del detector. [21] Además, los científicos de TRIUMF participaron en el proyecto que fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 2015 y el Premio de Física Fundamental de 2016 por el descubrimiento de la oscilación de neutrinos . [22] [23]
TRIUMF participa en varios proyectos en SNOLAB . Entre los ejemplos más destacados se incluyen el detector de neutrinos de supernovas HALO ( Helium and Lead Observatory ) , que forma parte del Sistema de alerta temprana de supernovas SNEWS (SuperNova Early Warning System) [24] y el Dark Matter Experiment (DEAP), el detector de partículas masivas de interacción débil (WIMP) más sensible hasta la fecha. [25]
TRIUMF es parte del experimento de oscilación de neutrinos T2K ( Tokai -to- Kamioka ) en Japón . TRIUMF está involucrado en la construcción de una cámara de proyección de tiempo y detectores de grano fino compuestos de centelleadores de plástico para el detector cercano T2K , para medir las propiedades del haz de neutrinos en su sitio de producción en Tokai antes de que viaje 295 km a Kamioka, distancia sobre la cual se espera que tengan lugar oscilaciones de neutrinos.
El Grupo de Usuarios de TRIUMF (TUG) es una comunidad internacional de científicos e ingenieros con un interés especial en el uso de las instalaciones de TRIUMF. Su objetivo es:
Cualquier científico cualificado puede unirse al grupo de usuarios. Un comité elegido (el Comité Ejecutivo de Usuarios de TRIUMF o TUEC) vela por los intereses del grupo. Parte de las responsabilidades del TUEC es organizar reuniones en nombre de los miembros cuando sea necesario. Al menos una reunión, la asamblea general anual (AGM), se celebra cada año cerca de principios de diciembre. En los enlaces externos que aparecen a continuación se incluye un enlace al sitio web del TUG.
