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TRAMPA PARA CAZAR NEUTRINOS EN EL POLO SUR
Alicia Rivera
URL: http://www.elpais.es/

El telescopio 'Amanda', a dos kilómetros de profundidad en el hielo, detecta las primeras partículas de alta energía

A un kilómetro escaso del mismísimo polo Sur ha empezado a funcionar el mayor telescopio de neutrinos del mundo, un sistema de detectores tres veces más grande que la Torre Eiffel y dispuesto en el hielo a dos kilómetros de profundidad. La logística para montar allí esta trampa de partículas es tan complicada como se pueda imaginar, y no habría sido posible sin la infraestructura de la base estadounidense Amundsen-Scott del polo Sur, recalcan los científicos de este detector, llamado Amanda. Su objetivo es registrar neutrinos de alta energía, partículas elementales generadas en fenómenos violentos en el universo. Los neutrinos que capta Amanda atraviesan la Tierra entrando por el hemisferio norte y dejan su firma en el hielo antártico.

'Muchos no apostaban por esta idea, no creían que el hielo fuera suficientemente transparente para detectar neutrinos', ha declarado a EL PAÍS Francis Halzen, fisico teórico de la Universidad de Wisconsin (EE UU) y uno de los líderes de Amanda. Pero el éxito derrite las dudas y los primeros resultados obtenidos con el nuevo telescopio, presentados en la revista Nature (22 de marzo), demuestran que la idea funciona. Amanda ha registrado los neutrinos de más alta energía hasta ahora.

Y no sólo se han derretido dudas, sino también hielo, para colocar los módulos ópticos del telescopio. Los técnicos del proyecto, trabajando a temperaturas de entre 20 y 40 grados bajo cero (en el verano austral), han hecho 19 pozos de dos kilómetros de profundidad en la capa helada licuando el hielo; luego han metido los 677 fotomultiplicadores y el agua se ha congelado de nuevo. El artículo de los primeros resultados, firmado por 119 científicos que integran el equipo internacional, 'demuestra la viabilidad de Amanda como telescopio de neutrinos. Ahora nos podemos poner a hacer astrofísica', dice Albrech Karle, uno de ellos.

La detección de neutrinos, partículas elementales que apenas interactúan con la materia y que, por tanto, atraviesan estrellas, galaxias, planetas como la Tierra (y cualquier cosa o persona) sin inmutarse, 'abre una nueva astronomía, u otra forma de mirar el cielo', comenta Álvaro de Rújula, físico teórico del CERN (Laboratorio Europeo de Física de Partículas, Ginebra) y experto en la materia.

'Los neutrinos, a diferencia de los fotones -partículas de luz- son entes altamente penetrantes con los que hemos podido, por ejemplo, ver el centro del Sol o el de una estrella que explota, una supernova', explica De Rújula. 'Hasta hace poco , el mayor detector de neutrinos era Superkamiokande, sito en una mina en Japón', continúa. 'Con él se han estudiado a fondo los neutrinos atmosféricos producidos en las colisiones de rayos cósmicos (en su mayoría protones de alta energía) con el oxígeno y el nitrógeno de la estratosfera terrestre. Estas observaciones han establecido que los neutrinos tienen, a diferencia de los fotones, una masa no nula'.

Los confines del universo

Pero Amanda está hecho para atrapar neutrinos de alta energía. ¿De dónde vienen? 'No cabe duda de que quedan fuentes de neutrinos por descubrir en el universo', dice De Rújula. 'El candidato más obvio son los chorros de rayos gamma (fotones de alta energía). Tres veces al día, de media, llega a la Tierra, procedente de los confines del universo, un breve flash de estos rayos, cuyas fuentes -aún no enteramente dilucidadas- constituirían las mayores explosiones desde el Big Bang'.

Para detectar esos neutrinos de alta energía hace falta un detector muy grande, de escala kilométrica, señala Halzen, y de ahí el tamañó de Amanda, como prototipo del futuro telescopio IceCube en que se convertirá. 'Probablemente, Amanda y otros telescopios similares no sólo ayudarán a determinar el misterioso origen de los chorros de rayos gamma, sino a descubrir otras fuentes insospechadas: casi cada vez que con un nuevo tipo de telescopio se ha abierto una nueva ventana de observación, las sorpresas han sido mayúsculas', señala De Rújula.

Pero un detector de un kilómetro planteado como un laboratorio habitual de física de partículas sería costosísimo, 'así que la única forma de hacerlo es utilizando un material presente en la naturaleza', dice Halzen. Unos investigadores han recurrido al agua del mar, como en los telescopios Antares y Nestor, que se están montanto en el Mediterráneo, u otro proyecto ensayado en Hawai. Halzen y sus colegas pensaron en el hielo, y ningún sitio mejor que la Antártida. Además, allí, este proyecto, financiado por la National Science Foundation de Estados Unidos, cuenta con la infraestructura de las bases estadounidenses, con sus aviones, grúas, laboratorios, vehículos y personal. Los equipos del telescopio fueron en barco desde Los Ángeles hasta la base McMurdo (la mayor de EE UU en la Antártida) y desde allí a la Amundsen-Scott en avión. El detector está a 800 metros de esta base del polo Sur.

Hacer de escudo

Amanda es una trampa para neutrinos que cruzan la Tierra, de forma que el planeta hace de escudo y detiene otras radiaciones. La inmensa mayoría de estas partículas no se detiene en el telescopio, sino que sigue su camino cósmico, pero alguna choca contra una partícula del hielo, y se produce un muón -otra partícula elemental- que deja un rastro de luz azul en la dirección que llevaba el neutrino. Ese trazo azulado es lo que captan los módulos ópticos.

Halzen y la mayoría de los científicos de Amanda no han ido a la Antártida. 'Uno no puede ocupar el sitio de un ingeniero necesario allí', puntualiza. Para el montaje del telescopio han bastado unas 20 personas in situ. Pero Amanda funciona 12 meses al año: sólo dos miembros del equipo están todo el invierno en el polo Sur , y los datos se transmiten a los científicos en todo el mundo. 'Recibo los registros aquí, en el ordenador de mi despacho', dice Halzen. 'Es como hacer un experimento en un satélite o en una estación espacial'.

La Antártida es un continente protegido. 'Como todo proyecto, para Amanda se ha hecho un extenso estudio de impacto ambiental demostrando que cumple todas las exigencias del Tratado Antártico, y ha sido aprobado por todos los comités, que son muy estrictos. El telescopio sólo supone poner allí cables de cobre y cristal, no hay productos químicos nocivos', explica Halzen.

El mayor instrumento científico

Alrededor de Amanda crecerá el telescopio de neutrinos del polo Sur en el proyecto denominado IceCube. 'Será como una muñeca rusa, con nuevas líneas de módulos ópticos que instalaremos alrededor del actual detector', explica el físico Francis Halzen. El plan es pasar de los 677 módulos actuales a 4.800, en 80 líneas, que convertirán un kilómetro cúbico de hielo antártico en el mayor instrumento científico del mundo. Su coste, sólo contando los equipos, asciende a 50 millones de dólares (9.000 millones de pesetas) y, aunque los científicos estadounidenses aún están pendientes de recibir la financiación una vez que el proyecto ha sido evaluado y aprobado, sus colegas de Suecia y de Bélgica ya tienen los fondos. Según los planes, en 2003 o 2004, los ingenieros de Amanda reanudarán las perforaciones de pozos en el hielo del polo Sur.

 
   

 
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