Fabricación y suministro de cuerpos cónicos de acero inoxidable por repulsado para la obtención de cubiertas anti implosión para fotomultiplicadores de 20 pulgadas para el experimento Hyperkamiokande en le marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia

Hyper-Kamiokande (HK) es el proyecto de construcción de un telescopio de neutrinos internacional, evolución de los detectores Kamiokande y Super-Kamiokande, galardonados con los Premio Nobel en 2002 y 2015 respectivamente. Estos detectores, comúnmente denominados “detectores Cherenkov de agua”, están gestionados por el Observatorio de Kamioka (o Kamioka Observatory, que a su vez depende del Institute for Cosmic Ray Research y la Universidad de Tokyo). El detector HK se construirá a 620 m bajo tierra, con el fin de observar neutrinos, desintegración de protones y otros fenómenos físicos. El experimento se llevará a cabo en un enorme tanque cilíndrico de agua, de ~70m de diámetro y ~70 m de profundidad, lleno con una megatonelada de “agua ultrapura” extremadamente transparente, en cuyas paredes serán instalados decenas de miles de fotosensores (Photo-Multiplier Tubes, ‘PMTs’ de aquí en adelante) sensibles a la luz conocida como luz Cherenkov que producen las partículas, como el neutrino, al interaccionar con el agua. Dentro de los muchos detalles técnicos que requieren los PMTs a la hora de registrar una señal luminosa, uno importante es que funcionan en alto vacío para evitar la formación de descargas en presencia del alto campo eléctrico necesario para la amplificación de dicha señal. Éstos, pudiendo ceder a la presión de la columna de agua de 70 m a la que son expuestos mediante un colapso que se sucede a la escala del milisegundo llamado ‘implosión’, son un potencial peligro para la supervivencia del mismo experimento durante los más de 10 años que se espera que esté tomando datos. Con tal fin, se ha desarrollado una cubierta “anti-implosión” para cada uno de los PMTs de 20 pulgadas del experimento HK, compuesta por dos partes unidas entre ellas: una cúpula de material polimetilmetacrilato (PMMA), altamente transparente a la luz ultravioleta y un cuerpo cónico de acero inoxidable, que refuerza estructuralmente el conjunto y contribuye a confinar la onda de choque en caso de implosión. Hyper-Kamiokande está diseñado para medir la violación CP en el sector leptónico con una precisión sin precedentes, lo que podría ayudar a comprender el origen de la materia en el universo. Para garantizar el éxito del experimento, es imprescindible asegurar la integridad mecánica y funcional de los más de 20.000 tubos fotomultiplicadores. En este contexto, resulta esencial fabricar cuerpos cónicos de acero inoxidable con procesos de baja radiopureza que aseguren una resistencia estructural suficiente para contener la onda expansiva de una eventual implosión, un magnetismo residual reducido que no interfiera con la funcionalidad de los PMTs, y un diseño geométrico altamente preciso que asegure el correcto acoplamiento con las cúpulas de PMMA.