Recientemente, a través de una serie de proyectos de reequipamiento se ha asignado una cantidad importante de dinero para renovar gran parte de la infraestructura del Acelerador de 5.5 MV del Instituto de Física, entre las adquisiciones recientes de equipo cabe destacar que se logró obtener un electroimán selector, mediante el cual se podrá separar la única línea de transporte de haz existente en varias líneas, las cuales permitirán desarrollar nuevos trabajos de investigación, prolongando así la vida útil del equipo principal._x000D_ _x000D_ Dentro de estas nuevas líneas de transporte de haz, y con la idea de generar una nueva línea de investigación en el Laboratorio, se ha propuesto desarrollar una línea de estudios tanto de Física Atómica Básica, como de Física del Estado Sólido que involucren el uso de haces de positrones. _x000D_ _x000D_ La espectroscopía de aniquilación de positrones en la materia es considerada una herramienta poderosa y versátil para el análisis de materiales. Los positrones son implantados en una muestra dada, en la que dichas antipartículas se termalizan rápidamente antes de ser aniquilados por un electrón en los átomos de la muestra. La mayoría de los eventos de aniquilación generan dos fotones con energías de alrededor de 511 keV, los cuales son emitidos en direcciones opuestas. El electrón involucrado en la aniquilación puede ser tanto un electrón de valencia (considerado como electrón libre en el material) o un electrón más ligado al átomo de la muestra._x000D_ _x000D_ Debido a la conservación de la energía total, así como del momento total del par electrón-positrón, que se da durante el proceso de aniquilación, los picos que se detectan de la radiación emitida exhiben un ensanchamiento de tipo Doppler. Dado que la contribución al momento total debida a los positrones termalizados es despreciable en comparación al momento de los electrones, la forma y ancho del pico de aniquilación será independiente de la fuente de positrones y del proceso de implantación de dichas partículas, y dependerá únicamente del entorno electrónico en el que se de tal aniquilación, es decir, de la estrutura física y química del material estudiado._x000D_ _x000D_ Consecuentemente, una manera de estudiar materiales con positrones está basada en medir el ancho del pico de rayos gamma debidos a la aniquilación. Si además se cuenta con un dispositivo que permita irradiar las muestras con un haz colimado y mono-energético de positrones. Dado que la profundidad a la que se implantan los positrones está determinada por la energía de dichas antipartículas, sería posible entonces que las mediciones contaran con resolución en profundidad. _x000D_ _x000D_ El objetivo general de este proyecto será el de llegar a hacer experimentos de interacción de antipartículas con la materia, con énfasis en interacciones del tipo positrón-átomo y positrón-molécula. Este tipo de experimentos resultan necesarios para poder realizar mediciones que provean información acerca de los procesos que ocurren al interactuar este tipo de antipartículas con la materia, así como las posibles aplicaciones que dichos procesos tengan, en particular para el análisis de materiales. Para lograr este objetivo se propone desarrollar un sistema de producción y transporte de positrones. Este sistema será integrado dentro del Acelerador de 5.5 MV del IFUNAM, formando parte de las nuevas líneas de transporte de haz con las que se contará en un futuro cercano.

Mediante este proyecto proponemos una nueva manera de estudiar materiales y que será complementaria a las ya existentes en el laboratorio del Acelerador van de Graaff de 5.5 MV del IFUNAM. Dicha técnica involucra el desarrollo de un sistema de producción de positrones y está basada en medir el ancho del pico de rayos gamma debidos a la aniquilación de las antipartículas producidas en la materia. _x000D_ _x000D_ Si además se cuenta con un dispositivo que permita irradiar las muestras con un haz colimado y mono-energético de positrones y debido a a que la profundidad a la que se implantan los positrones está determinada por la energía de dichas antipartículas, sería posible entonces que las mediciones contaran con resolución en profundidad. Dicho dispositivo podrá ser desarrollado también, gracias en gran parte a los resultados obtenidos durante el proyecto de investigación anterior, mediante el cual desarrollamos materiales para moderar positrones de la manera más eficiente posible._x000D_ _x000D_ No existe un dispositivo de esta naturaleza en la Universidad o en el país, consideramos que la contribución de este proyecto puede tener una importante proyección tecnológica a nivel nacional, pues son varios los grupos que requieren de estudios detallados de defectos en diversos materiales._x000D_ _x000D_ A través de este proyecto de investigación y dado que se seguirá una aproximación fundamentalmente fenomenológica del análisis basado en la aniquilación de positrones en la materia. Se espera contribuir también, mediante la generación de espectros asociados a la técnica para un amplio número de elementos, los cuales podrán ser usados como pruebas de la teoría; así mismo se espera determinar la precisión y repetibilidad de nuestros experimentos mediante comparaciones con resultados existentes previamente._x000D_ _x000D_ Desde el punto de vista de formación de recursos humanos se espera lograr durante el desarrollo del proyecto de investigación nos hemos fijado como objetivo el lograr la colaboración de estudiantes de diferentes niveles y que puedan ver el proyecto de investigación como una opción atractiva para el desarrollo de sus Tesis; además, como cada labor abarca un problema específico, los resultados o soluciones a cada uno de estos problemas deben lograrse en tiempos cortos. Esto resultará conveniente a los estudiantes involucrados, ya que existen tiempos bien definidos para desarrollar sus trabajos de Tesis, apoyo a la Investigación, o demás formas en que se pueden titular en las que haya un trabajo de investigación asociado. En particular y en base a la infraestructura ya desarrollada durante el proyecto anterior, se proponen como temas de tesis: construcción y caracterización de moderadores de positrones (tesis actualmente en proceso); simulación de un sistema de transporte de positrones; construcción de una línea para producción de positrones en el Acelerador Van de Graaff de 5.5MV, IFUNAM (servicio social actualmente en proceso); caracterización de fuentes de positrones basadas en el uso de aceleradores de partículas; entre otros posibles temas de Tesis._x000D_ _x000D_