Científicos construirán en Perú un observatorio del "universo invisible"
Si en un día despejado alzas la mirada al cielo
podrás ver algunas estrellas por su brillo, pero son los neutrinos los que permiten
que la ciencia explore lo más lejano del universo. Estos mensajeros cósmicos
son muy difíciles de detectar porque no tienen luz, pero un equipo de
científicos -entre ellos, el físico peruano Carlos Argüelles- busca construir
un centro de observación de neutrinos en el Valle del Colca, en Arequipa, lo
que permitirá resolver nuevos misterios sobre el origen de nuestro universo.
¿Cómo se estudian partículas del "universo
invisible"? Los misteriosos neutrinos son lo segundo que más abunda en el
cosmos, pero - al carecer de carga eléctrica- pasan desapercibidos escondiendo
múltiples secretos. Estas partículas viajan mucho más por lo que pueden ver el
"corazón" de los objetos más lejanos, como el centro del sol; pero
también podrían convertirse en un mensajero a la materia oscura, de la cual
conocemos muy poco.
Los neutrinos son estudiados por la comunidad
científica en sus tres tipos (electrón, muón y tauón), pero este último es del
cual menos se ha investigado, apenas son decenas los detectados. Para ello, el
proyecto TAMBO (Tai Air-Shower Mountain-Based Observatory por sus siglas en
inglés) pretende que el profundo Cañón del Colca se convierta en un centro de
observación de estas partículas.
"Los neutrinos tauónicos son los menos
estudiados... Vienen de los objetos más
brillantes y energéticos del universo como agujeros negros. La mayoría son
extragalácticos y nos permiten entender cómo esos objetos tan lejanos
funcionan. La idea de TAMBO es ver
centenas de estos neutrinos. Pensamos ver en el orden de quincenas, en tres
años; y operar este observatorio por múltiples años", aseguró a la agencia
Andina el doctor Carlos Argüelles, ganador del premio Young Scientist Prize in
Astroparticle Physics 2021.
Y es que -para el equipo de Argüelles- el Valle del
Colca, en el Perú, es el único lugar que cumple con los requisitos indispensables
para cumplir esta misión.
En los últimos años, el joven físico viene
investigando lugares con una geometría tipo V
y solo hay tres lugares en el mundo (Estados Unidos, China y Perú) con
ese nivel de profundidad. Pero es nuestro valle el elegido porque, al ubicarnos
en el sur del planeta, puede apuntarse al centro de la galaxia. Esto abre un nuevo panorama para la
investigación científica.
Los investigadores ya han realizado las simulaciones
necesarias para concretar su propuesta. Incluso se han ejecutado expediciones
en Arequipa para definir el área que refleje la geometría en V necesaria para
el desarrollo del ambicioso proyecto científico.
Y fue cerca de la ciudad de Chivay que encontraron
la formación que buscaban, en el distrito de Cabanaconde. No solo tiene una
forma de V, también una extensión de 2 km y una profundidad de 2-3 km. Al estar
cerca de una zona poblada, también se cuenta con electricidad.
El investigador y docente de la Universidad de
Harvard aseguró que el detector de neutrinos va a estar compuesto por al menos
20 mil sensores de un metro cuadrado cada uno. Además, se están analizando dos
tipos de sensores: tanques de agua o centelladores plásticos que generan la luz
necesaria para ser detectada.
"Tenemos la simulación. Falta decidir cuántos
tanques o plásticos usaremos y también hemos conseguido financiamiento",
dijo el doctor Argüelles.
Se estima que, con los materiales donados, sus
alumnos de Harvard podrán trabajar los prototipos en los próximos meses para
que, entre julio y agosto de 2023, sean enviados a su aliado, la Pontificia
Universidad Católica del Perú (PUCP), para los estudios previos antes de su
instalación en las montañas.
Pero, ¿cómo operaría este observatorio? De acuerdo
con la simulación, el neutrino golpearía la roca y terminaría produciendo un
tauón. Al ser una partícula inestable, luego decae y produce una cascada de
partículas. "La idea es detectarlo con una serie de sensores al otro lado
de la montaña. Lo que estamos buscando esencialmente es que salga luz de la
roca, que normalmente no pasaría nunca. A eso le llamamos luz que atraviesa la
roca. Es radiación que aparecería en la roca", explicó.
Los primeros resultados podrían ser visibles en los
tres años posteriores. "No estamos haciendo ciencia de frontera. Este es
el límite y la idea es ir avanzando. No es simplemente hacer comentarios de lo
que se sabe, sino hacer pasos significativos, y ser líderes en el mundo en esta
área", afirmó.
A medida que se instale la tecnología, se planea
aplicar a nuevo financiamiento para llegar prontamente a los 100 sensores.
Incluso se podrían formar alianzas para que se construyan en los laboratorios de
las universidades del país.
Como se necesitan miles de sensores, se espera sumar
a otras instituciones y centros de investigación locales, incluyendo las
universidades.
Esta iniciativa, que fue expuesta en el marco del
programa de investigación Ciencias del geoespacio y astronomía del Instituto
Geofísico del Perú (IGP), se complementa con otro proyecto que apunta a
construir el primer observatorio de rayos gamma en el hemisferio sur del
planeta.
Al respecto, Argüelles refirió que el observatorio
de rayos gamma apunta al "universo visible", mientras que, con el
detector de neutrinos, se podrá conocer el "universo invisible", lo
que nos permitirá tener nuevos ojos sobre el origen del universo.
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