49°14′52″N 123°13′50″O / 49.247792°N 123.230596°W / 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 operado por 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 Hito 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 sitio trabajan más de 500 científicos, ingenieros, técnicos, comerciantes, personal administrativo, becarios postdoctorales y estudiantes. Atrae a más de 1.000 investigadores nacionales e internacionales cada año y ha generado más de mil 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 para la física subatómica del Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Naturales (NSERC). [5] TRIUMF también tiene más de 50 acuerdos internacionales para la investigación colaborativa. [6]
El asteroide 14959 TRIUMF lleva el nombre del laboratorio. [7]
TRIUMF fue fundada en 1968 por la Universidad Simon Fraser , la Universidad de Columbia Británica y la Universidad de Victoria para satisfacer necesidades de investigación que ninguna universidad por sí sola podía satisfacer. El nombre TRIUMF era originalmente un acrónimo basado en TRI University Meson Facility , pero ya no refleja su estado actual como consorcio de 19 universidades miembros y asociadas en todo Canadá . [8]
Desde sus inicios como una instalación universitaria local, ha evolucionado hasta convertirse en un laboratorio nacional manteniendo fuertes vínculos con los programas de investigación de las universidades canadienses. Sus campos de estudio relacionados se han ampliado desde la física nuclear para incluir la física de partículas, la ciencia molecular y de materiales, la medicina nuclear y la investigación y el desarrollo de aceleradores.
El ciclotrón de 520 MeV de TRIUMF fue encargado 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 Riken SRC (ciclotrón de anillo superconductor), TRIUMF era el ciclotrón más grande del mundo en términos de peso y radio de haz o campo magnético. El Riken SRC 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 un radio de 3,5 ma 5,5 m 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 el decapado EM.
TRIUMF ha tenido nueve directores de sus operaciones:
1965 – Los físicos nucleares de Columbia Británica se ponen de acuerdo sobre la instalación de mesones.
1968 – John Warren se convierte en el primer director de TRIUMF
1969 – TRIUMF celebra la ceremonia de inauguración
1970 – Ceremonia de inauguración
1971 – Comienza el montaje del ciclotrón, Reginald Richardson se convierte en director de TRIUMF
1974 – Cyclotron produce su primer haz
1975 – Se inicia el programa científico 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 – Espectrómetro MRS de resolución media en funcionamiento, primeros doctorados utilizando haces TRIUMF
1978 – Se inicia el análisis de activación de neutrones, acuerdo AECL/Nordion para la producción de isótopos médicos, primera producción de yodo-123 en Beamline 4A para su distribución en Canadá
1979 – Primera nueva línea de luz de pión/muón M13, se inicia el programa de terapia contra el cáncer de pión
1980 : comienza la construcción de una cámara PET (segunda en Canadá), se construye TPC para estudiar decas raras (primera utilizada en un experimento)
1981 – Se inician los estudios de la fábrica KAON, Erich Vogt se convierte en director de TRIUMF
1982 – Se instala una tubería de isótopos al hospital de la UBC, se completa el programa de np y pp, AECL Commercial Products envía los primeros isótopos desde TRIUMF
1983 – PET dedicado por la Reina, primer ciclotrón comercial in situ, primer estudio de separación de isótopos en línea (ISOL)
1985 – Primer canal de muones de superficie construido expresamente; el NSERC financia la línea de luz HERA en el laboratorio DESY en Alemania
1986 – Contribución a la línea de luz de 50 MeV a HERA en nombre de Canadá
1987 – Yamasaki recibe la Medalla Imperial (μSR citado), la instalación TISOL produce el primer haz radiactivo, la Universidad de Manitoba y la Universidad de Montréal 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, la Universidad de Toronto se convierte en miembro asociado
1989 – NRC agrega Tech Transfer al mandato de TRIUMF, la Universidad de Regina se convierte en miembro asociado
1990 – Se instala TR-30, comienza el diseño de ISACI (acelerador de isótopos)
1991 – Buckyballs estudiadas por μSR, se completa el espectrómetro de segundo brazo SASP
1992 – Rob Kiefl gana la medalla Herzberg por estudios 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, ATLAS y LHC. Se inicia la participación en el CERN.
1995 – Comienza el tratamiento del melanoma ocular, TRINAT atrapa átomos por primera vez, los componentes del detector HERMES se convierten en HERA, comienzan las pruebas comerciales del efecto de la radiación con protones
1996 – Se aprueba la construcción de la cámara de alambre central BaBar
1997 – Comienza la construcción civil de ISAC-I, se aprueba TWIST, comienza la participación de SNO, se propone el experimento DRAGON
1998 – La 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 BaBar, NSERC financia DRAGON
1999 – Instalación ISOL (isótopo en línea) con la corriente de haz de protones más alta del mundo, mediciones de vida útil 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, se otorga CSI por el nuevo PET , el espectrómetro 8π se traslada a TRIUMF
2001 – Primeros isótopos raros acelerados de ISAC, se ponen en servicio los primeros ISAC-I PRL, TUDA y DRAGON
2002 – Financiamiento inicial de TIGRESS, comienza el desarrollo de TITAN
2003 – La Universidad de Guelph se convierte en miembro asociado, se abre el edificio ISAC-II, se entregan los imanes del LHC a Ginebra, Suiza, se reciben las primeras CPU ATLAS Tier-1
2004 : la Universidad de Toronto se convierte en miembro de pleno derecho, la Universidad de Saint Mary's se convierte en miembro asociado, Premio Seaborg a Don Fleming por su trabajo pionero en muonio, radio de carga medido de 11 Li, comienza la colaboración de T2K con J-PARC, Premio Synergy por la colaboración entre TRIUMF y Nordion
2005 : paciente número 100 tratado por melanoma ocular, se publican los resultados de TUDA 21 Na(ρ,ρ') 21 Na, Jean-Michel Poutissou recibe la Legión de Honor (Francia), primeros resultados de desintegración de muones del experimento TWIST
2006 – Se publican los resultados de DRAGON 26 Al(ρ,γ) 27 Si
2007 – La Universidad de Montréal 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 11 Medición de 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 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, Kolkata, India, medición de masa de 6 He (la más ligera jamás medida)
2009 – TIGRESS en pleno funcionamiento, nueva iniciativa de I+D en radioquímica de Nordion/TRIUMF, TWIST obtiene resultados finales sobre la desintegración de muones y se completa la actualización de la línea de haz M9
2010 – Comienza el proyecto ARIEL (Advanced Rare IsotopE Laboratory), primer objetivo de actínido 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 Canadá de 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 BC Cancer Agency , el Centro para el Desarrollo y Comercialización de Sondas (CPDC), el Lawson Health Research Institute y la Universidad de Columbia Británica [12]
2018 – TRIUMF celebra su semicentenario, 50 años de operaciones, desde que recibió el primer financiamiento.
2020 – TRIUMF se convierte en una entidad incorporada. TRIUMF Inc. es una organización benéfica registrada sin fines de lucro.
TRIUMF es propiedad de un consorcio de 21 universidades, incluidos 14 miembros de pleno derecho y 7 asociados, y está operado como una empresa conjunta por él. Las universidades miembros son la Universidad de Alberta , la Universidad de Columbia Británica , la Universidad Carleton , la Universidad de Guelph , la Universidad de Manitoba , la Universidad de Montreal , la Universidad Simon Fraser , la Universidad Queen , la Universidad de Toronto , la Universidad de Victoria , la Universidad de Waterloo y Universidad de York . Las universidades asociadas consisten en 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 , la Universidad de Sherbrooke , la Universidad de Winnipeg y la Universidad Western . [13]
TRIUMF está organizado en cuatro divisiones que se centran en diversos aspectos de la investigación y las operaciones: [14]
La Oficina del Director , apoyada por 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 las ciencias biológicas, moleculares y de materiales.
En el corazón de TRIUMF se encuentra el ciclotrón de 520 MeV que produce los haces de protones primarios. Una gran fracción del programa TRIUMF se basa en estos haces, incluido el ISAC, los programas del Centro de Ciencia Molecular y de Materiales en μSR y β-NMR y la Instalación de Tratamiento de Protones. El funcionamiento del ciclotrón principal ha permitido a TRIUMF adquirir 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 otros aceleradores. tecnologías.
TRIUMF produce iones de hidrógeno cargados negativamente (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 enorme imán de seis sectores para confinar el haz en una trayectoria en espiral hacia afuera. Al insertar una lámina de extracción de grafito muy delgada, se eliminan los electrones del ion H − mientras se permite el paso del protón. El protón, al ser una partícula cargada positivamente, se desvía hacia afuera debido al campo magnético y se dirige hacia una línea de haz de protones.
El proceso de aceleración tarda aproximadamente 0,3 ms antes de que el protón alcance tres cuartos de la velocidad de la luz. El éxito de los programas de TRIUMF depende de la capacidad de entregar protones del ciclotrón de forma fiable. Normalmente, el ciclotrón, aunque tiene más de 35 años, tiene un tiempo de funcionamiento promedio superior al 90% (2000-2007), siendo el promedio de 15 años poco menos del 90%. Normalmente, la viga se entrega durante unas 5.000 horas al año con un período de mantenimiento mayor (tres meses) y uno menor (un mes). Las propiedades y capacidades del haz ciclotrón han mejorado a lo largo de 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, servirán a TRIUMF durante muchos años más.
TRIUMF tiene cuatro sondas de extracción independientes con varios tamaños de láminas para proporcionar protones simultáneamente a hasta cuatro líneas de haz. Debido a la alta energía del haz de protones, estas líneas de luz utilizan elementos de dirección y enfoque 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 en 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 en ARIEL utiliza un haz de electrones del TRIUMF elinac como haz conductor. Varios experimentos estudian las propiedades y estructura de estos isótopos exóticos junto con su nucleosíntesis . Entre ISAC-I e ISAC-II, se pueden completar muchos experimentos.
En la instalación ISAC-I, se pueden dirigir protones de 500 MeV a hasta 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 fuera de la plataforma de alto voltaje de la fuente hasta 60 kV y se envían a través de un separador de masas para seleccionar el haz de iones elegido. 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 aceleradoras a temperatura ambiente hasta el ISAC-I de energía media. área experimental. Los experimentos en ISAC-I incluyen:
Se utiliza un microscopio para examinar el comportamiento de los átomos nucleares producidos, que se recogen en el centro de 8pi donde sufren 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 reacciones nucleares importantes en astrofísica, particularmente reacciones de nucleosíntesis que ocurren en los ambientes explosivos de novas, supernovas y explosiones de rayos X.
El experimento de espectroscopía láser colineal de haz rápido (CFBS) en TRIUMF está diseñado para explotar la alta intensidad del haz y la capacidad de producción de radioisótopos de la instalación ISAC de TRIUMF, así como las modernas técnicas de enfriamiento del haz con trampa de iones, para medir el espectro hiperfino. niveles de energía y cambios de isótopos de isótopos de vida corta mediante espectroscopia láser.
La trampa de iones para ciencias atómicas y nucleares (TITAN) de TRIUMF mide la masa de isótopos de vida corta con alta precisión. Los isótopos radiactivos de ISAC se envían a TITAN para sufrir enfriamiento, generación de carga y captura. Todo el proceso ocurre en unos 10 milisegundos, lo que permite estudiar isótopos radiactivos con vidas medias cortas.
TRINAT, la trampa de átomos neutros de TRIUMF, mantiene 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 haces electrostáticos de transporte de haces 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 estaciones a temperatura ambiente. estructuras aceleradoras en el área experimental de media energía ISAC-I. Para la entrega de alta energía, el haz del tubo de deriva linac (DTL) se desvía hacia el norte a lo largo de una línea de transferencia en forma de S hacia el acelerador lineal superconductor ISAC-II (SC-linac) para acelerar 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 (con beta baja) significativamente superior a otras instalaciones operativas. Los experimentos en ISAC-II incluyen:
El analizador de masas electromagnético (EMMA) (fecha de finalización 2016) es un espectrómetro de masas de retroceso para la instalación ISAC-II de TRIUMF. ISAC-II proporcionará intensos haces 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.
HERACLES, anteriormente conocido como conjunto Chalk River/Laval, consta de 150 detectores de centelleos que cubren casi 4 pi. Se ha utilizado en más de una docena de experimentos en los últimos diez años para estudios de multifragmentación en energías intermedias (de 10 a 100 MeV/A).
El espectrómetro con supresión de escape de rayos gamma (TIGRESS) TRIUMF-ISAC es un nuevo espectrómetro de rayos gamma de última generación diseñado para un amplio programa de investigación en física nuclear con los 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 uso general para estudiar reacciones nucleares de importancia astrofísica con detectores de estado sólido .
Una cámara de ionización con capacidad completa de reconstrucción de vías para estudiar reacciones de importancia astrofísica.
La instalación Doppler Shift Lifetimes de TRIUMF , que es una instalación experimental para medir la vida útil de los estados excitados de los núcleos.
El experimento ATLAS en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN utiliza colisiones protón-protón con la energía más alta jamás lograda en el laboratorio para buscar el bosón de Higgs , la partícula fundamental en el modelo actual de cómo las partículas subatómicas alcanzan masa. ATLAS también buscará fenómenos "más allá del modelo estándar" de la física de partículas, como la supersimetría , las dimensiones extra y la composición de los quarks. El detector ATLAS observará las partículas que emergen de aproximadamente 900 millones de colisiones protón-protón por segundo y, aunque la electrónica rápida filtrará los eventos para que sólo se registren aquellos con mayor probabilidad de ser de interés, ATLAS producirá entre 3,5 y 5,0 petabytes de datos por año (un petabyte es 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 por herramientas de computación grid para que actúen como un gran sistema. Esta red se llama Worldwide LHC Computing Grid (WLCG). El Centro de datos canadiense de nivel 1, ubicado en TRIUMF, trabaja con nueve de los otros centros ATLAS Tier-1 del mundo para procesar los datos sin procesar producidos por el experimento. Además, los centros de Nivel 2 ubicados en universidades, tanto en Canadá como en el extranjero, se utilizan para procesar aún más los resultados del análisis de Nivel 1 y extraer resultados de física innovadores a partir de los datos. Los centros de Nivel 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 principales técnicas son μSR y β-NMR.
TRIUMF utiliza una técnica llamada μSR, una poderosa sonda en materiales como semiconductores, imanes y superconductores. Se crean haces de muones positivos con sus espines alineados en la misma dirección. Cuando estos rayos se disparan contra un material, los espines de los muones precesan (se tambalean como una peonza) 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 giro de los muones, los científicos de μSR pueden examinar cómo los campos magnéticos internos de diferentes materiales han afectado el giro 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 a estudiar es cómo las propiedades electrónicas y magnéticas locales cerca de una interfaz o superficie de nuevos materiales (por ejemplo, un superconductor de alta Tc) difieren de las del resto.
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, incluso para ciencias moleculares y de materiales y medicina nuclear. El Departamento de Ciencia y Tecnología de TRIUMF diseña y construye sistemas detectores completos que incluyen mecánica, servicios, electrónica frontal, 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 imágenes PET, una técnica mediante la cual pequeñas cantidades de núcleos radiactivos conocidos como radioisótopos se combinan con ciertas biomoléculas y se inyectan en el cuerpo. Las biomoléculas se pueden "rastrear" mediante 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 de 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 objetivo para la producción de 18 F, 11 C y 13 N. Las instalaciones de producción de radiofármacos incluyen una 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 desarrollo de radiofármacos utilizados en la investigación del cerebro y otros programas en la UBC.
El Pacific Parkinson's Research Center (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 están relacionados 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 que surgen de la terapia utilizando imágenes moleculares como herramienta principal.
El Programa de Imágenes Funcionales de BCCA es una colaboración entre la agencia, TRIUMF, UBC y el BC Children's Hospital . El capital adquirido a través del Fondo de Tecnologías Emergentes de la Autoridad de Servicios de Salud Provincial 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 BCCA, fue posible gracias al suministro de TRIUMF de 18 F, el emisor de positrones. Radionúclido utilizado en la producción de 18 F- fluorodesoxiglucosa (FDG). La FDG, como marcador del metabolismo de la glucosa , es el marcador utilizado en la PET oncológica, un estudio de diagnóstico que se ha convertido en un estándar de atención en el tratamiento de muchos tipos de cáncer.
A partir de 1995, TRIUMF ha construido varias líneas de luz que proporcionan haces energéticos de protones y neutrones de baja intensidad para simular exposiciones 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 la electrónica.
Desde entonces, estas instalaciones TRIUMF, PIF y NIF, han sido reconocidas 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 en altitudes de aviones 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 de 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 conjunto con la Agencia del Cáncer de BC y el Departamento de Oftalmología de la UBC. Antes de que el tratamiento con protones estuviera disponible, el curso de acción más común era la extirpación del ojo. Otros posibles tratamientos 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 provocaba 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 interior precisa y predecible. Depositan su energía de movimiento ( energía cinética ) en una capa muy estrecha, destruyendo las células vivas de 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 suspendió en 2019.
TRIUMF también participa en el desarrollo y construcción de detectores y equipos para experimentos de física de partículas más grandes 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, Dr. Makoto C. Fujiwara, fue reconocido con el Premio John C. Polanyi del NSERC 2013 por su trabajo con el equipo ALPHA del CERN en la comprensión de la antimateria . [17] El equipo canadiense incluyó a más de una docena de científicos y estudiantes que trabajan en física de plasma , atómica , materia condensada , partículas , detectores y aceleradores , de la Universidad de Columbia Británica (UBC), la Universidad Simon Fraser (SFU), la Universidad de Calgary , Universidad de York y TRIUMF. [18]
TRIUMF tiene una relación de colaboración de larga data con la KEK de Japón , que se mejoró aún más en diciembre de 2015 cuando se anunció que cada organización establecería sucursales en la institución respectiva de la otra para facilitar el avance de sus actividades de investigación en física. [19]
Los físicos, ingenieros y personal técnico del acelerador de TRIUMF tienen una experiencia única en el diseño y construcción de piezas críticas del acelerador, como el montaje de los calorímetros de tapa terminal 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 del acelerador fueron una parte necesaria de la inversión canadiense en el proyecto. TRIUMF también alberga el centro de datos ATLAS-Canada Tier-1, financiado por la Fundación Canadiense para la Innovación . Este centro preprocesará los datos sin procesar del experimento antes de que los analicen investigadores canadienses y extranjeros. También proporcionará a los expertos en detectores nacionales acceso a datos sin procesar para una calibración y un seguimiento detallados. [20]
TRIUMF participó 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 máquinas 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 . Ejemplos notables incluyen el detector de neutrinos de supernova del Observatorio de Helio y Plomo (HALO) , que forma parte del Sistema de Alerta Temprana SuperNova (SNEWS) [24] y el Experimento de Materia Oscura que utiliza la discriminación de forma de pulso de argón (DEAP), la partícula masiva más sensible que interactúa débilmente ( WIMP) detector hasta la fecha. [25]
TRIUMF es parte del experimento de oscilación de neutrinos T2K ( Tokai -to- Kamioka ) en Japón . TRIUMF participa en la construcción de una cámara de proyección temporal y detectores de grano fino compuestos de centelleadores de plástico para el detector cercano T2K , con el fin de medir las propiedades del haz de neutrinos en su lugar de producción en Tokai antes de viajar 295 km hasta Kamioka, distancia a lo largo de la cual el neutrino Se espera que se produzcan oscilaciones.
El Grupo de Usuarios de TRIUMF (TUG) es una comunidad internacional de científicos e ingenieros con un interés especial en el uso de la instalación TRIUMF. Su finalidad es:
Cualquier científico calificado puede unirse al grupo de usuarios. Los intereses del grupo son velados por un comité elegido (Comité Ejecutivo de Usuarios de TRIUMF o TUEC). Parte de las responsabilidades del TUEC es organizar reuniones en nombre de los miembros, si fueran necesarias. Cada año se celebra al menos una reunión, la asamblea general anual (AGM), a principios de diciembre. En los enlaces externos siguientes se incluye un enlace al sitio web de TUG.
