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Encuentro de transferencia tecnológica en detectores sensibles de posición de estado sólido
La red europea AIDA (Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators), con el apoyo de la red HEPTech, organiza en DESY (Hamburgo) un evento de transferencia tecnológica en detectores sensibles de posición de estado sólido, donde se tratarán sus aplicaciones en otros campos como Medicina, Ingeniería o Ciencias de la Vida. La Oficina de Transferencia Tecnológica (KTO) del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) participa en el encuentro, que se desarrolla el 26 y el 27 de marzo de 2012.
Los detectores sensibles de posición de estado sólido se utilizan cada vez más en numerosos campos, debido a su versatilidad y otras características ventajosas. En física de partículas se encuentran entre las tecnologías más adecuadas desarrolladas hasta el momento para el seguimiento de las trayectorias de las partículas.
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Comienzan los ensayos clínicos con pacientes en el PET/CT del CNA
En el mes de enero se han realizado las primeras pruebas médicas en pacientes con el escáner PET/CT del Centro Nacional de Aceleradores (CNA). Como resultado de la firma del convenio entre el CNA-Universidad de Sevilla y el Hospital Universitario Virgen del Rocío (HUVR) de Sevilla en noviembre del año pasado, se ha puesto en marcha este gran proyecto de colaboración entre la comunidad médica del HUVR y la científica del CNA para estudios y ensayos clínicos dentro del campo de la Imagen Médica.
El equipamiento del que dispone el CNA para este tipo de estudios se trata de un equipo híbrido PET/CT que permite obtener información tanto funcional como anatómica del paciente. Según fuentes del Hospital Universitario Virgen del Rocío, la planificación de uso de las instalaciones del CNA por parte del equipo médico del Hospital Virgen del Rocío es de 3 días a la semana con un volumen aproximado de 20 pacientes diarios, luego se atenderán en el CNA en torno a 60 pacientes a la semana.
Adicionalmente, los 2 días restantes quedan abiertos a toda la comunidad científica nacional e internacional para el desarrollo de sus investigaciones con la posibilidad del soporte de los facultativos del Hospital Universitario Virgen del Rocío.
Tal y como indica la doctora Laura Fernández Maza, radiofarmaceútica del CNA, los tipos de pruebas que se pueden realizar en el CNA son muy variadas abarcando principalmente la oncología, con estudios de tumores cerebrales o cáncer de próstata, entre otros, y otras disciplinas como la cardiología o la neurología, con estudios de las enfermedades del Parkinson y el Alzheimer.
¿Qué es PET/CT?
El término PET hace referencia tanto a la técnica diagnóstica como al equipo diagnóstico. PET es el acrónimo de Positron Emission Tomography, es decir, Tomografía por Emisión de Positrones, en español. Se trata de una técnica de diagnóstico nuclear no invasiva capaz de proporcionar información sobre el metabolismo del ser humano, basándose en la distribución espacial de un radiofármaco de vida media corta dentro de un organismo vivo.
Cuando hablamos de CT nos referimos al término inglés Computerized Tomography, Tomografía Computerizada. Esta técnica no invasiva permite obtener, mediante emisión de rayos X, una imagen anatómica en sección o tridimensional del paciente.
¿Cómo se lleva a cabo la prueba PET?
Para realizar esta prueba se requiere en primer lugar la obtención de radioisótopos de vida media corta que se caracterizan por la emisión de una radiación propia, el positrón. Estos radioisótopos se obtienen en el ciclotrón del que dispone el CNA en sus propias instalaciones. Se trata de un acelerador de partículas circular cuyo funcionamiento consiste en el bombardeo de un target mediante un haz de protones o deuterones, según interese. Una vez interacciona el haz de iones acelerado, mediante campos eléctricos y magnéticos alternos, con el target o blanco, tiene lugar una reacción nuclear gracias a la cual se obtiene el radioisótopo requerido.
Tras la reacción nuclear y consiguiente obtención del radioisótopo, éste se traslada a las celdas de la Radiofarmacia adyacente al acelerador. En estas celdas se lleva a cabo la síntesis del radiofármaco, mediante el marcaje de un precursor con el radioisótopo.
Efectuada la síntesis del radiofármaco, este radiotrazador necesita pasar los controles de calidad pertinentes que garantizan las perfectas condiciones del radiofármaco para su suministro a pacientes.
Pasados todos los controles de calidad impuestos por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios, la dosis requerida es inyectada al paciente, que es trasladado desde la sala de inyección hasta la sala PET/CT para realizarle la prueba pertinente.
El resultado obtenido es el de una imagen tridimensional y funcional de la zona estudiada. Esta imagen se consigue gracias a la interacción de los positrones emitidos por el radioisótopo con los electrones del cuerpo del paciente. Como resultado de dicha interacción, se produce la emisión de rayos gamma que son detectados por el tomógrafo PET, generando, tras un procesado informático, la imagen PET. Dado que cada radiofármaco tiene distintas dianas biológicas, se pueden estudiar distintas patologías mediante el uso de distintos radiofármacos.
Aplicaciones de la técnica PET en el CNA
La utilidad de esta técnica es muy variada. Existen distintas indicaciones para los radiofármacos PET de los que el CNA dispone. Los dos radioisótopos que un principio se tiene previsto obtener para su uso en pacientes humanos son el 18F y el 11C.
Existen distintos radiotrazadores disponibles para su obtención en el CNA. La [18F]FDG es un marcador metabólico inespecífico de utilidad fundamentalmente oncológica. Además, se dispondrá de otros marcadores tumorales más específicos tales como la 11C-metionina, útil en el diagnóstico y seguimiento de tumores cerebrales o la 11C-colina, marcador específico del cáncer de próstata.
El CNA dispone de la capacidad de producir [18F]Fluortimidina, que se emplea como marcador de proliferación celular, [18F]FMISO utilizado como marcador de hipoxia, útil para estudio de tumores con bajo consumo de oxígeno o para estudios de traumatismos craneoencefálicos. Otro de los marcadores que se sintetizan en el CNA para uso en humanos es la [18F]DOPA, siendo su aplicación fundamental el diagnóstico de la enfermedad del Parkinson o tumores neuroendocrinos.
Asimismo, se prevé la síntesis de radiofármacos útiles en el diagnóstico de patologías neurológicas como el Alzheimer o cardiológicas.
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El CNA participa en un proyecto europeo para optimizar los aceleradores de partículas
El Centro Nacional de Aceleradores (CNA), centro mixto Universidad de Sevilla, Junta de Andalucía y Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), se convierte en socio de la nueva red europea oPAC (Optimization of the performance of any Particle ACcelerators, Optimización del Funcionamiento de Aceleradores de Partículas), iniciativa que se enmarca dentro del 7º Programa Marco de Investigación Europeo en las acciones Marie Curie Initial Training Network (ITN).
OPAC reúne a los principales centros de investigación, universidades y socios de industria para formar conjuntamente la próxima generación de investigadores en ciencia y tecnología de aceleradores. Entre los socios de oPAC destacan centros de investigación con aceleradores de partículas tales como el acelerador español ALBA, el CERN o el GSI alemán. Con un presupuesto de 6 millones de euros, OPAC es uno de los mayores proyectos nunca financiado por la Unión Europea dentro de las acciones Marie Curie ITN.
La optimización de los aceleradores requiere un profundo conocimiento y entendimiento de la dinámica de los haces de iones y la posibilidad de simulación para estudiar y mejorar los distintos componentes de los aceleradores de partículas. Asimismo, se necesita para todo ello un conjunto de métodos de diagnóstico y potentes sistemas de control y de adquisición de datos.
Los dos proyectos que se desarrollarán dentro de la participación del CNA en oPAC son la optimización de la detección de un isótopo radioactivo del berilio (10Be) y el diseño de un sistema de detección para la verificación de un sistema de reconstrucción de la imagen en 3D para el tratamiento de radioterapia. El primer proyecto tiene como objetivo la optimización del sistema de medidas de 10Be del CNA para aumentar la sensibilidad y eficiencia. El interés de este radionucleido radica en su uso para estudios de exposición solar, siendo uno de los más solicitados para estudios con AMS, tras el carbono 14 (14C).
La física de partículas ha revolucionado la investigación científica, y Andalucía no se ha quedado atrás. La región cuenta con el Centro Nacional de Aceleradores, el primer centro de España especializado en aceleración de partículas, impulsado por la Junta de Andalucía, el CSIC y la Universidad de Sevilla.
Situado en el parque tecnológico sevillano Cartuja 93, alberga tres aceleradores de partículas de gran proyección internacional que permiten a los científicos conocer las piezas más diminutas que constituyen la naturaleza.
Sus instalaciones están acondicionadas para desarrollar actividades en campos tan diversos como el análisis de contaminantes, la física nuclear y la medicina nuclear. El nivel de sus actividades son un claro ejemplo de la capacidad científica andaluza.
El segundo proyecto se llevará a cabo por el grupo de Física Nuclear Básica del CNA en colaboración con el Hospital Universitario Virgen Macarena de Sevilla. El montaje experimental se basa en primer lugar en la franja comercial de detectores de silicio, junto a la electrónica construida a propósito y un sistema de adquisición de datos. El objetivo del proyecto es el de estimar la sensibilidad de los detectores de Si de acuerdo con la energía depositada.
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Luis Alvarez-Gaume desde el CERN nos invita al Congreso de Mentes Brillantes
El cientifico español Luis Alvarez-Gaume desde el CERN nos invita a acudir a las charlas/conferencias que se impartiran en el Palacio de los Deportes dentro del Congreso de Mentes brillantes que se celebrará los proximos dias 19 20 y 21 de Octubre del 2011.
http://mediaarchive.cern.ch/MediaArchive/Video/Public/Rush/2011/CERN-VIDEORUSH-2011-061/CERN-VIDEORUSH-2011-061-0753-kbps-640x360-25-fps-audio-64-kbps-44-kHz-stereo.flvhttp://cdsweb.cern.ch/record/1359223
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DZero refuta la señal observada por CDF
Todo colisionador de partículas debe tener al menos dos experimentos similares pero independientes con objeto de verificar cualquier resultado inesperado y de combinar sus resultados duplicando la estadística. El experimento DZero del Fermilab ha refutado la señal observada en el experimento CDF, también en el Fermilab. Una resonancia inesperada en el espectro de colisiones Wjj con una masa de Mjj=144±5 GeV/c² observada con una certeza de 4,1 sigmas en 7,3 /fb de datos de colisiones protón-antiprotón a 1,96 TeV c.m. (casi un descubrimiento de Premio Nobel). Según CDF esta resonancia tiene una sección transversal de producción de 4 pb (picobarns). DZero ha buscado la misma señal en 4,3 /fb de colisiones y no la ha encontrado, descartando a 4,3 sigmas que dicha resonancia tenga una sección transversal de producción de 4 pb. DZero ha observado una señal débil alrededor de Mjj = 145 GeV/c² pero con una sección transversal de producción menor de 1,9 pb con una certeza del 95% C.L. Este resultado de DZero refuta el obtenido por CDF fuera de toda duda. Ayer noche le preguntaron a Joe Haley en el seminario “Dzero Wine and Cheese,” ¿qué significa “similar” cuando afirma que ambos experimentos han hecho un análisis similar? Según Joe ”similar” significa todo lo similar que dicho análisis puede ser, ya que tanto los datos de colisiones son diferentes, como el análisis teórico de los procesos de fondo. ¿Hay algún problema de calibración en los experimentos que pueda ser la causa del efecto observado? Joe ha declarado que no es experto en calibración de detectores, pero que no le consta que esa pueda ser la causa. En resumen, se confirma el rumor de Woit y Tommaso vuelve a ganar una apuesta segura (no sé si alguien habrá caído en la trampa de apostar contra Tommaso). Los físicos interesados en los detalles técnicos del análisis disfrutarán con el artículo que ha sido enviado a Physical Review Letters (y que aparecerá en ArXiv el lunes próximo), resultado HIGGS/H11B de la DZero Collab, “Study of the dijet invariant mass distribution in ppbar–>W(–>lv)+jj final states at sqrt(s)=1.96 TeV,” Fermilab-PUB-11/267-E, arXiv:1106.xxxx, Joe Haley’s Slides.
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Encuentros de transferencia tecnológica en el CERN
La Oficina de Transferencia del Conocimiento (KTO, por sus siglas en inglés) del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN) participa esta semana en dos encuentros relevantes en materia de transferencia tecnológica que se celebran en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Como miembro de la Red de Transferencia Tecnológica para Física de Partículas, Astropartículas y Física Nuclear (HEPTech), una iniciativa que agrupa a las unidades de transferencia tecnológica de diferentes organismos públicos de investigación europeos en estas áreas de la física, la KTO del CPAN participa los próximos 16 y 17 de febrero en los “Encuentros Bilaterales para la Transferencia de Tecnología en Silicon Photomultiplier y tecnologías relacionadas” (web del evento).
Estas jornadas son un foro de encuentro entre administraciones públicas, empresas, universidades y otras organizaciones europeas implicadas en este sector.
Entre los objetivos de la red HEPTech están: realizar un inventario de todas las tecnologías de los miembros de la red; identificar las tecnologías y patentes existentes; desarrollar un sitio web para la transferencia de tecnología en Física de Partículas; y desarrollar una metodología de medición, cuantitativa y cualitativa, de las actividades de transferencia tecnológica y sus resultados, entre otros.
Por otro lado, la KTO del CPAN participará en el kick-off meeting de AIDA (Advanced European Infrastructures for Detectors at Accelerators), un proyecto europeo coordinado por el CERN que involucra a 80 instituciones de 23 países, entre los que se encuentra España. AIDA, que ha recibido 8 millones de euros de financiación para los cuatro próximos años a través del 7º Programa Marco de Investigación Europeo, tiene como objetivo potenciar la I+D en futuros detectores que se utilizarán en la actualización del LHC, en la construcción del futuro Acelerador Lineal Internacional, así como en proyectos de detección de neutrinos y en Factorías Super-B, entre otros proyectos de investigación.
Por parte española, las instituciones participantes en AIDA son: Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV), Instituto de Física de Cantabria (IFCA, CSIC-UC), Centro Nacional de Microelectrónica (CNM, CSIC), Universidad de Barcelona (UB), Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), la Universidad de Santiago de Compostela (USC) y la Universidad Ramón Llull (URL).
Enlaces:
- Encuentros Bilaterales para la Transferencia de Tecnología en Silicon Photomultiplier y tecnologías relacionadas en el CERN
- Kick off meeting de AIDA
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El LHC del CERN y las dimensiones extra del espaciotiempo
El LHC del CERN no ha producido agujeros negros durante 2010. Para producirlos hubiera sido necesario que existan dimensiones extra en el espaciotiempo de gran tamaño como predicen algunas teorías de cuerdas. Tampoco ha observado ningún fenómeno de origen gravitatorio, como las partículas llamadas modos de Kaluza-Klein. No se han observado estas partículas en el LHC durante 2010 en las colisiones protón-protón con una energía de 7 TeV en el centro de masas.
Aunque aún no conocemos la teoría cuántica correcta de la gravedad, se puede construir una teoría efectiva semiclásica caracterizada por una energía típica, sea M. La ausencia de señales gravitatorias en las colisiones del LHC durante 2010 permite asegurar que M>3’4 TeV al 95% C.L., según el experimento CMS del LHC (tras analizar 36/pb de datos de colisiones). Un valor que no está nada mal, teniendo en cuenta que en el LHC a máxima energía, 14 TeV c.m., no se podrán explorar valores de M más grandes de 6 TeV. Nos lo ha contado Alessandro Strumia, “Implications of first LHC results,” TH BSM Forum, CERN, 03 February 2011, que ha resumido sus dos artículos: Roberto Franceschini, Gian Francesco Giudice, Pier Paolo Giardino, Paolo Lodone, Alessandro Strumia, “LHC bounds on large extra dimensions,” ArXiv, CERN-PH-TH/2010-286, 25 Jan 2011, y Alessandro Strumia, “The fine-tuning price of the early LHC,” ArXiv, IFUP-TH/2011-1, 11 Jan 2011. El segundo de estos artículos nos recuerda que ni la supersimetría ni la supergravedad han sido observadas en el LHC (más aún, los gravitinos tienen una masa mayor de 650 GeV/c²).
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Canfranc celebra un congreso internacional sobre la vanguardia de la física de altas energías y astropartículas
El Laboratorio Subterráneo de Canfranc, en la localidad de Canfranc-Estación (Huesca), acogerá la próxima semana un congreso internacional sobre la vanguardia de la física de altas energías y astropartículas. Durante cinco días, alrededor de 60 expertos analizarán el estado actual y el futuro de la física de aceleradores y pondrán en común la situación de diferentes experimentos sobre rayos gamma, rayos cósmicos, neutrinos, materia oscura, energía oscura y ondas gravitacionales.
Está previsto que en el marco de este congreso internacional se expongan los primeros resultados obtenidos en el LHC, el mayor laboratorio europeo de física de partículas del CERN, en Ginebra, se aborde el estado del nuevo sincrotrón Alba, ubicado en Barcelona, o la situación del Tevatrón, el acelerador de partículas del Fermilab, en Illinois (Estados Unidos).
La primera parte del congreso se dedicará a analizar y profundizar en el conocimiento de la Física de Aceleradores mientras que la segunda se centrará en la parte teórica y experimental de la Física de Astropartículas. El quinto y último día se celebrarán reuniones de carácter más institucional y se realizará una visita a las instalaciones subterráneas del Laboratorio Subterráneo de Canfranc.
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El CERN anuncia que el LHC funcionará en 2012
El Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) anunció hoy tras la reunión que marca su plan anual en Chamonix (Francia) que el LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo que esta institución opera en Ginebra (Suiza), funcionará hasta el final de 2012, con una pequeña parada técnica a finales de 2011. La energía de colisiones de los haces de partículas que circulan por el acelerador será de 3,5 teraelectronvoltios (TeV), la mitad de la potencia total. Esta decisión da a los experimentos del LHC una buena oportunidad de encontrar nuevas partículas en los próximos dos años, antes de que el acelerador entre en una parada durante 2013 para preparar el funcionamiento a mayor energía en 2014.
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Colaboración del CSIC en la mejora de los modelos teóricos del LHC
En marcha la red LHCPhenonet
El Instituto de Física Corpuscular del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) pone en marcha la red LHCPhenonet con la que intentará iniciar un proyecto de investigación para la mejora de los cálculos teóricos en los que se basan los experimentos del LHC, el mayor acelerador de partículas del mundo.
Según ha informado el CSIC, se trata de un proyecto coordinado desde el propio consejo y por la Universitat de Valencia y en el que, además, participan 28 centros de investigación europeos, la Universidad de Buenos Aires y tres empresas de computación. Concretamente, la organización señala que se reunirán unos 70 investigadores de las instituciones involucradas que cuentan con el apoyo del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN, Consolider 2010).
Además del Instituto de Física Corpuscular, por España participa el Instituto de Física Teórica, centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid. El coordinador de la red e investigador del CSIC en el Instituto de Física Corpuscular, Germán Rodrigo, explica que “el objetivo de esta investigación es conseguir modelos teóricos más precisos con los que comparar los datos obtenidos en los experimentos del LHC”.
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