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Junto con estas áreas científicas estratégicas se plantean dos líneas horizontales de actuación:
SA1. Los límites del Modelo Standard: El Modelo Standard es nuestra mejor construcción de la realidad microscópica, al nivel más fundamental. El grado de consistencia de todos los datos experimentales con esta teoría es sorprendente. Los miembros de la agrupación han jugado un papel fundamental en diferentes áreas de este ámplio campo de trabajo, como la obtención de las mayores ligaduras experimentales a los Modelos Supersimétricos por la medida de la desintegración Bs-> mu+mu- - liderada por miembros del equipo y destacada por el Director General del CERN como el segundo descubrimiento en importancia del LHC hasta la fecha, después del descubrimiento del bosón de Higgs; o los desarrollos en Cromodinámica Cuántica (QCD) a altas densidades y temperaturas. Ambas líneas premiadas con proyectos Starting Grant del European Research Council, así como el Young Experimental Physicist Prize del 2013 de la European Physics Society a Diego Martínez para la primera. Las líneas de investigación son:
SA2. Partículas del Cosmos y Física Fundamental La astrofísica de partículas está experimentando una nueva edad de oro con grandes expectativas de descubrimientos en los próximos años. Miembros de la agrupación llevan a cabo una intensa actividad en el experimento Pierre Auger - un gigantesco telescopio formado por un array de detectores desplegados en una superficie de 70 km de diámetro, propuesto por los premio Nobel Jim Cronin y por Alan Watson, ambos colaboradores de miembros de la agrupación. Se propone estratégicamente tener una participación destacada en el upgrade AugerPrime y expandir los horizontes a una nueva instalación experimental NEXT, en Canfranc, que de lugar a medidas y técnicas que contribuyan a dar forma al futuro del campo. Las líneas priorizadas son:
SA3. Física Nuclear: de la materia visible a las aplicaciones tecnológicas: La Física Nuclear es un campo maduro del que se han derivado ya muchas aplicaciones prácticas, manteniendo, al mismo tiempo un fuerte programa de investigación fundamental. Algunas de las aplicaciones más importantes son las herramientas para diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Los miembros de la agrupación tienen una extensa experiencia en investigación, tanto fundamental como aplicada a medicina. Las líneas priorizadas son:
SA4. Nuevos materiales para eficiencia energética y competitividad tecnológica: Se abordará el desarrollo y el estudio de propiedades físicas y funcionales de materiales avanzados y sistemas nanoestructurados con aplicaciones para la competitividad tecnológica y medioambiental de la industria, para la eficiencia en la producción, transporte y uso de la energía, o para la substitución de materiales críticos que afectan a la competitividad de sectores productivos con implicaciones medioambientales. Las líneas priorizadas son:
SA5. Nuevos materiales y técnicas físicas al servicio de la salud y biotecnología: Se incluye el desarrollo de nuevos materiales y sistemas con estructuración (en la micro, meso o nanoescala) con nuevas propiedades funcionalidades para la biotecnología y la medicina. También el desarrollo de nuevas técnicas físicas de interés en dichas áreas, como nuevos nanofiltros de líquidos con interés biotecnológico o nuevas técnicas para la caracterización de biomoléculas y sus agregados. Las líneas priorizadas son:
SA6. Fotónica Cuántica y no-lineal para información, criptografía y diagnóstico El control de la luz, especialmente en medios exóticos donde la mecánica cuántica o las componentes no-lineales de las ecuaciones son relevantes, es uno de los campos de la fotónica más activos tanto a nivel fundamental como para aplicaciones de alto valor innovativo (en particular en las citadas, información, criptografía, diagnóstico y otras). La implementación de esta física en dispositivos y sistemas se espera que suponga una revolución de alto valor añadido a nivel industrial en Europa - ver el Roadmap de la UE para fotónica. Las líneas de investigación priorizadas serían:
SA7. Propiedades ópticas de nuevos materiales La interacción entre luz y materia adquiere una nueva dimensión con los nuevos materiales y el control sobre la luz con técnicas más vez más avanzadas. El expertise de miembros de la agrupación en Física de Materiales y Fotónica, así como en campos de la Física de Partículas y Nuclear con técnicas trasladables, será utilizado para realizar avances significativos en uno de los campos más competitivos a nivel internacional. Las líneas de investigación priorizadas son:
SA8. Nuevas técnicas de aceleración de partículas para mejorar la salud La posibilidad de acelerar partículas con pulsos láser de gran potencia y duración muy corta ofrece oportunidades sin precedentes para generalizar el uso de las técnicas terapéuticas y de diagnóstico en medicina nuclear. El desarrollo de esta nueva tecnología permitirá abaratar costes tanto en los tratamientos de radioterapia como en los diagnósticos basados en el uso de radiotrazadores. Varios grupos de investigación de esta agrupación colaboran en la construcción y futura explotación del Laboratorio Laser de Aceleración y Aplicaciones financiado por el proyecto LaserPET. Las líneas prioritarias de esta área estratégica son:
HL1. Instrumentación Física, del laboratorio a la sociedad La agrupación domina un amplio rango de técnicas experimentales en Física de Materiales, Fotónica, aceleración y detectores de Partículas por citar sólo unas pocas. Esta línea horizontal servirá de foro de intercambio de técnicas experimentales y también de foco principal de transferencia de conocimiento y tecnología. La puesta en funcionamiento de la plataforma LaserPET será una de las prioridades a corto plazo de esta línea. En esta puesta en marcha se necesitan expertos en fotónica (para el uso del láser), física de materiales (para el diseño del blanco de aceleración) y física de partículas y nuclear (para el mecanismo de aceleración y las reacciones para producir isótopos de uso médico). HL2. Computación, cálculo numérico y Big Data. El nivel de exigencia computacional de las áreas estratégicas de la agrupación es muy elevado, con necesidades en cálculo numérico, simulaciones, análisis de datos, etc de herramientas sofisticadas desde el punto de vista computacional. Por ejemplo, el gran volumen de datos experimentales de los experimentos del LHC en el CERN son tratados con computación distribuida GRID de la que Santiago es uno de sus nodos; las simulaciones en Física de Materiales o Física de Partículas requiere clusters de ordenadores potentes para resultar competitiva a nivel internacional. La agrupación tiene, por tanto, una gran experiencia en métodos matemáticos de cálculo sofisticados, tanto analíticos como numéricos, incluyendo la resolución de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales (ecuaciones de evolución, ecuación de Schrödinger, uso de elementos finitos...), el uso de técnicas estadísticas de precisión (Bayesian, Hessian, multivariate analyses ...), métodos de simulación Monte Carlo y ab initio. Estas técnicas tienen un gran potencial de transferencia que se tratará de explotar. Un ejemplo de esto es la reciente spin-off Software 4 Science Developments, creada por A. Piñeiro, que se ha convertido en referente mundial gracias, en particular, al apoyo de Malvern Instruments. Estas oportunidades de TT y, al mismo tiempo, la necesidad de unos servicios de gestión y mantenimiento de infraestructuras adecuados, serán tratadas por esta línea horizontal que, por una parte pondrá a disposición de los investigadores un servicio de apoyo y, por otra parte, tratará directamente con la unidad de TT para transferir estos conocimientos al exterior. |
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