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El IFCA avanza en el proyecto que aplica la ciencia de datos al estudio del cosmos


El CPD es una infraestructura única en Cantabria que alberga el supercomputador Altamira, la infraestructura de computación en la nube, y el cálculo científico del instituto.  


El proyecto encara ya su segundo año potenciando la sinergia entre las áreas de instrumentación y la ciencia de datos, para sondear la naturaleza del universo  


24 de noviembre de 2022


La instrumentación y la ciencia de datos son dos herramientas fundamentales para abordar los desafíos actuales que tienen como objetivo comprender la naturaleza del universo, desde sus elementos más fundamentales, como el bosón de Higgs o la materia oscura, hasta su origen, a través del fondo cósmico de microondas, pasando por estructuras a gran escala, como los cúmulos de galaxias. 


Algunos de esos desafíos científicos se materializan en experimentos con colisionadores de partículas como el del LHC (Large Hadron Colider) en el CERN, del fondo cósmico de microondas como el proyecto QUIJOTE, de cartografiados de galaxias como Euclid, o experimentos de detección de materia oscura como DAMIC-M y telescopios de rayos-X como Athena de la ESA (Agencia Espacial Europea). 


Partiendo de esta premisa, la Consejería de Universidades, Igualdad, Cultura y Deporte del Gobierno de Cantabria destinó en 2020 financiación al Instituto de Física de Cantabria (IFCA), centro mixto de la Universidad de Cantabria (UC) y el Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), para desarrollar el proyecto Intramuros: “Instrumentación y ciencia de datos para sondear la naturaleza del Universo”, que aplica la ciencia de datos y la instrumentación al estudio del cosmos. El desarrollo del proyecto comenzó en 2020 con una financiación que ha alcanzado los 200.000 euros en 2022 y ha supuesto la contratación de tres investigadores.  


Misión espacial ARRAKIHS


Otros avances científicos que se han puesto en marcha en este segundo año del proyecto, se traducen en la creación de AI4EOSC, un framework para ciencia de datos, apoyado en la infraestructura computacional del IFCA (Centro de Procesado de Datos), que permite el desarrollo de aplicaciones de análisis de datos, machine learning (aprendizaje automático) y deep learning (aprendizaje profundo) para uso público; y la mejora en los sistemas de instrumentación y en los sensores de silicio de alta sensibilidad, que permiten conseguir una mejor caracterización y calibración de los dispositivos con lo que se trabaja en los laboratorios del IFCA. 


Existen además varios retos específicos en la exploración de la naturaleza del universo que desempeña el IFCA, como la búsqueda de materia oscura, un esfuerzo conjunto entre la física de partículas, la cosmología y la astrofísica. Un ejemplo claro de ello es el anuncio por parte de la ESA de la misión espacial ARRAKIHS que se liderará desde el instituto.  


Simulación del halo de una de las galaxias que se observarán en la misión ARRAKIHS/. Alex Camazón (Consorcio ARRAKIHS).


Por otra parte, se están desarrollando en el centro programas de machine learning que permiten visualizar en 3D los cientos de partículas que se producen en una colisión, capaces de seleccionar la imagen que se desea de dicha colisión (ciencia de datos en física de partículas), o trabajar con grandes cantidades de datos e información en forma de catálogos de galaxias, el XMM, para un estudio más preciso del cosmos (ciencia de datos en astrofísica y cosmología).


Fomento de la ciencia abierta


El principal impacto del proyecto Intramuros en el IFCA se traduce en términos de producción científica, dado que los resultados obtenidos son publicados en revistas de impacto de las distintas disciplinas, como Nature o Science, donde se ilustran las sinergias entre ciencia de datos e instrumentación. Se fomenta además la publicación de estos resultados en abierto (open access), así como la participación en congresos, workshops y seminarios en el marco de las colaboraciones internacionales donde está incluido el instituto.  


Y a un nivel más local, los resultados se divulgan en las actividades que organiza o en las que participa el IFCA, tanto en seminarios abiertos a la comunidad investigadora y al público, como el ciclo de charlas internas ‘Las mañanas IFCA’ o en la reciente Semana de la Ciencia, o el Café Científico, los últimos viernes de cada mes en el Café de las Artes de Santander. 


Rebeca García / IFCA Comunicación





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