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2003-12-10

¿Un Telescopio Bajo El Mar?
2003-12-10

El Correo, miércoles 3 de diciembre de 2003
Territorios, Ciencia-Futuro

Aunque normalmente los telescopios se erigen en lo más alto de las montañas, hay veces que para recibir información sobre los procesos más violentos del Cosmos, nos debemos sumergir en el fondo del mar, en el interior de las montañas o en profundas minas de sal. O bajo el hielo antártico.

El pasado 18 de noviembre, las máximas autoridades de la política científica y tecnológica francesa e italiana inauguraban, en Seyne-sur-Mer, en plena Costa Azul, el centro Antares, un instituto de investigación desde donde se controla un telescopio submarino de neutrinos que empezará a funcionar en 2006. Se trata de un proyecto europeo, con la participación de catorce laboratorios de investigación. Astrofísicos, físicos teóricos y expertos en ciencias del mar colaboran en la realización de este proyecto, que acabará conviertiéndose en el mayor telescopio del mundo, en el fondo del Mediterráneo.

Puede resultar paradójico, porque estamos acostumbrados a que los observatorios astronómicos se ubiquen en lo alto de montañas, donde la atmósfera tiene mejores condiciones para que la luz llegue sin problemas a los detectores. O incluso que se ubiquen en el espacio para evitar los efectos de la atmósfera sobre las radiaciones electromagnéticas, sobre la luz. Sucede, sin embargo, que en este caso no se pretende detectar la luz de los objetos celestes, sino una luz característica que se produce cuando un neutrino, una partícula subatómica pequeña, neutra y sorprendente, choca contra alguna molécula del agua. Esta interacción entre los neutrinos y la materia es rarísima, y por eso normalmente un neutrino puede atravesar la Tierra sin sufrir ninguna alteración. Por ello se hace necesaria una masa enorme de agua, de manera que la probabilidad de que alguno de los millones de neutrinos que continuamente están atravesando cada centímetro cuadrado de la materia de nuestro planeta pueda chocar, y ser así detectado.

Hay otro problema: el ruido. Una luz similar se produce cuando los rayos cósmicos (compuestos de partículas como protones, neutrones, núcleos de Helio y otras, que chocan a gran velocidad contra nuestro planeta) interactúa con el agua. Para evitar los rayos cósmicos, lo mejor es irse al fondo del mar. El telescopio de Antares estará a 2.400 metros bajo la superficie, cerca de la isla de Porquerolles. La red de detectores, además discriminará si la luz viene de arriba hacia abajo (es decir si viene desde la superficie, en cuyo caso podría ser un rayo cósmico) o si viene de abajo hacia arriba, tras atravesar por lo tanto todo el planeta, con lo que sólo podría ser un neutrino. En efecto, este telescopio submarino va a investigar el hemisferio sur celeste, las fuentes de neutrinos que vienen de las antípodas de la Costa Azul.

El interés de la astronomía de neutrinos radica en que éstos se producen en lugares de intensa actividad nuclear: en el centro de las estrellas donde, como pasa en el Sol, se están produciendo reacciones de fusión; en torno a los agujeros negros centrales de las galaxias activas, donde la materia se calienta a temperaturas extremas y se comprime cuando cae sobre esos pozos gravitatorios; o durante la explosión de las supernovas, los corazones de estrellas gigantescas que acaban sus días en una deflagración que emite tanta energía como la que produce una estrella de tipo solar a lo largo de sus 10.000 millones de años de vida. En el corazón de esos procesos de altas energías también se produce luz, es decir, fotones, pero tienen poca posibilidad de escapar debido a que son lugares completamente opacos a las radiaciones electromagnéticas. Como estos procesos también generan neutrinos en abundancia, y como los neutrinos apenas interactúan con la materia, es más sencillo poder tener informaciones fiables si conseguimos detectarlos con un telescopio adecuado.

El pasado año, 2002, medio premio Nobel de Física fue otorgado a Raymond Davis Jr y Masatoslu Kosluba, por ser los primeros en desarrollar métodos para detectar neutrinos provenientes del cosmos, inaugurando, hace treinta años, la "astronomía de neutrinos". La idea de Raymond Davies Jr fue capturar estos neutrinos cuando chocaban contra átomos de Cloro, un proceso que produce Argón, fácilmente detectable. Sólo había que disponer de un gran tanque con cloro, en concreto, con tetracloroetileno, un líquido limpiador, y ver qué pasaba. Se usó un tanque de 615 toneladas y se instaló en el interior de una mina de oro abandonada, para evitar los rayos cósmicos. Por su parte, Masatoshi Koshiba decidió emplear agua, creando en el interior de una mina en Kamioka (Japón) un tanque en el que, cuando un neutrino interactuaba con algún átomo, se producía una luz característica, muy débil, pero que los sensibles detectores podían detectar.

Esos experimentos y sus sucesores han permitido detectar neutrinos del Sol, y también el 23 de febrero de 1987, en Kamiokande se contaron unos cuantos neutrinos de la supernova SN 1987a, en la Gran Nube de Magallanes. Muchos otros detectores (uno de ellos, por ejemplo, situado bajo el Mont Blanc, al que se accede desde el tunel italo-francés que recorre la base del macizo montañoso) se han ido instalando. El proyecto Antares complementa a Amanda y Icecube (ya casi listo para funcionar), detectores que también usan agua, en este caso agua del Océano Pacífico y el hielo antártico. En los últimos diez años se ha conseguido detectar con mayor precisión la energía de los neutrinos solares, corroborando los modelos teóricos de cómo funciona el reactor nuclear de nuestra estrella. Pero aún se tienen que mejorar en la calidad de los datos: cuando esté en pleno funcionamiento, Antares analizará un kilómetro cúbico de agua continuamente, para poder medir todos los neutrinos posibles. Serán pocos (en Kamiokande sólo se detectaron 12 de los 10^58 -un 1 seguido de 58 ceros- que había emitido, en una décima de segundo, la supernova SN1987a).

Neutrinos Con O Sin Masa
Fue en 1930 cuando el físico Wolfgang Pauli se inventó unas partículas que permitían la conservación de la energía en los procesos radiactivos. Debían ser unas partículas sin carga eléctrica. Sin apenas masa, o con masa cero, aunque con ciertas propiedades de las partículas atómicas que las hacían "algo" en vez de "nada". En 1933, esta partícula fue bautizada por el también físico Enrico Fermi como "neutrino", una especie de neutrón pequeño. Sin embargo, hasta 1956 no se pudo detectar el neutrino, confirmando experimentalmente sus propiedades teóricas.

Gran parte de los neutrinos del Universo se crearon en los primeros momentos de su vida, y los físicos han especulado que si tuvieran un poco de masa (aunque fuera muy poca), alguno de los enigmas de la materia oscura que se sabe que existe en el Universo podrían ser resueltos. Los experimentos de los telescopios de neutrinos, como el Kamiokande, parecen indicar que sí, que los neutrinos tienen masa, aunque sería un billón de veces menor que la del electrón. Antares intentará también desvelar esta cuestión.

2003-12-10 06:14 Enlace

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Comentarios

1	De: Crystal Fecha: 2003-12-10 06:35
Gracias por el post, muy aleccionador (no me peguen si está mal escrito) Pero no acabo de entender del todo el dibujo... será cosa del 3D Y siento haber tardado tanto en escribir por aquí, aunque le sigo desde hace tiempo, pero daba como nosequé decir estupideces entre gente seria (o casi)

2	De: ElPez Fecha: 2003-12-10 07:26
Gracias por tus comentarios, Crystal. La animación que he pegado está en una de las páginas del proyecto Antares. Las explicaciones están en inglés, y son un poco técnicas, pero hay informaciones más generales que permiten entender qué es lo que pasa :)

3	De: teo Fecha: 2003-12-10 16:59
Muy interesante. Y más me lo parecería si no fuera porque cada vez que intento pensar en esas magnitudes y conceptos, me viene cierto mareo a la cabeza. Para mí, la física en estos niveles es tan fascinante como impensable. Supongo que no todo puede llegar a ser visualizado.

4

De: Salva Fecha: 2003-12-10 19:34

Bueno una cosa. El principio de intertidumbre de Heisemberg nos cuenta que la posición de una partícula y su cantidad de movimiento es imposible saberlo simultáneamente, independientemente de la precisión de la instrumentación. Si quisiéramos medir con precisión un electrón, el fotón chocaría con él y nos devolvería su imagen, pero cambiaría grandemente su posición por el efecto del choque. si existiera y pudiésemos manejar a los neutrinos, quizás podríamos bombardear a una partícula y debido a su poca masa que no desviase su trayectoria no?. En fin paranoias mías ahora que estudio fisica cuántica. Saludos.

5	De: Chewie Fecha: 2003-12-10 23:42
El último experimento que leí sobre la masa del neutrino acotaba la suma de las masas de los tres tipos de neutrino entre 0,05 eV y 8,4 eV. O sea, entre 60.000 y 10 millones menor que la del electrón.

6	De: Pérez Fecha: 2003-12-11 05:28
. Cuando dices en el artículo que la masa del neutrino podría ser cero, ¿Te refieres a cero cero, cero total, cero patatero? ¿Creen los físicos que el neutrino podría carecer de masa? Según la relatividad lo que tenga energía tendrá masa, por eso me ha extrañado tanto la afirmación ¿Estaré mal informado? .

7	De: Chewie Fecha: 2003-12-11 09:16
Pérez: se referirá a masa en reposo cero, como el fotón.

8	De: Pérez Fecha: 2003-12-12 00:22
. Entiendo Chewie. Te agradezco mucho la explicación. Es un concepto interesante que no conocía. .

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