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 IceCube: la bola de cristal de la Antártida
Enterrado en las profundidades del manto glacial del Este antártico, un gigantesco detector de neutrinos de alta energía, que se finalizará en 2009, podría proporcionar a los científicos (incluidos los europeos) una ventana sin precedentes al Universo, así como una herramienta para responder a algunas de las cuestiones fundamentales de la astrofísica y la cosmología.
 | Vista artística del cono de luz azul producido por la radiación de Cherenkov en el telescopio IceCube. Una matriz de sensores ópticos esféricos hace posible que IceCube pueda detectar y trazar la trayectoria de un muón y de su neutrino original.
© NSF |
IceCube se puso en marcha por iniciativa de la universidad de Wisconsin en Madison y cuenta con una poderosa financiación de 295 millones de dólares, a cargo de la National Science Foundation (NSC) de Estados Unidos en colaboración con diversas universidades europeas de Suecia, Bélgica, Alemania, Reino Unido y Holanda. El IceCube es, con mucho, el proyecto más ambicioso –y costoso– de los que actualmente se encuentran en curso en la Antártida.
Los neutrinos
Los neutrinos son partículas elementales de masa prácticamente nula producidos en las reacciones nucleares. Mientras que el Sol y otros fenómenos similares producen neutrinos de baja energía, los neutrinos de alta energía se producen por cataclismos cósmicos lejanos y extremadamente violentos, del tipo de los agujeros negros, las supernovas y el Big Bang.
Una vez surgidos de estos cataclismos cósmicos, los neutrinos se desplazan a la velocidad de la luz y nunca se detienen. Puesto que su masa es virtualmente nula, es muy raro que interaccionen con otras partículas, lo que les permite desplazarse en línea recta hasta los confines del Universo, atravesando estrellas, planetas, vastos campos magnéticos y galaxias enteras como si no existieran. Trillones de neutrinos atraviesan la Tierra cada nanosegundo y, para los astrofísicos, cada una de estas partículas ínfimas es un mensajero potencial que transporta información sobre su origen.
El problema que se les plantea a los científicos es que esas mismas propiedades que permiten a los neutrinos transportar información valiosa también hacen que sea muy difícil detectarlos. Afortunadamente, en algunas raras ocasiones un neutrino de alta energía colisiona con una molécula. La colisión desintegra el núcleo de la molécula y el neutrino se transforma en otra partícula denominada muón. Este muón así generado sigue desplazándose en la misma trayectoria que llevaba el neutrino y puede detectarse gracias al cono de luz azul que produce. Este cono, que se denomina radiación de Cherenkov, puede compararse con las ondas producidas en el aire atravesado por una bala.
IceCube
Sin embargo, para tener la oportunidad de detectar una de estas colisiones mediante la radiación de Cherenkov que deja el muón en su estela, los científicos necesitan medir un volumen gigantesco de alguna sustancia que, por un lado, sea perfectamente transparente y, por otro, esté sumida en la oscuridad. A principios de los años 80, se intentó por primera vez crear un detector de estas características en las costas de Hawaii, sumergiendo detectores en las profundidades del océano. Desgraciadamente, el intento resultó fallido debido al carácter imprevisible de las condiciones meteorológicas y a la inestabilidad del mar.
Algunos años más tarde, se pensó en el hielo como la solución ideal. IceCube es una continuación del detector antártico de muones y neutrinos de primera generación AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector) y, cuando esté acabado, estará compuesto por 5.000 detectores fotomultiplicadores insertados en 1 km3 del manto glacial antártico, a una profundidad de entre 1.400 y 2.400 metros, en el polo Sur: un medio no sólo sumergido en la oscuridad, sino también un espacio donde la presión es tan intensa que todas las burbujas de aire y otros elementos perturbadores han desaparecido del hielo, que presenta la claridad del cristal.
Una vez en funcionamiento, los detectores fotomultiplicadores actuarán como potentes sensores capaces de detectar las trazas producidas por la radiación de Cherenkov de los muones, amplificarán esas débiles señales más de cien millones de veces y las enviarán a la superficie, donde serán procesadas por ordenador. Con esta información, los científicos podrán calcular la dirección de procedencia del neutrino inicial y el lugar del espacio en que tuvo lugar el fenómeno cósmico que lo ha producido. Y cuando localicen dicho fenómeno, podrán estudiarlo directamente.
Una ventana al universo
Según Francis Halzen, profesor de la universidad de Wisconsin y director de investigación de los proyectos AMANDA e IceCube, lo más extraordinario de IceCube no reside tanto en las respuestas que puede dar a las preguntas que nos planteamos hoy en día sobre los agujeros negros, las supernovas, el Big Bang, la materia negra y el futuro del Universo, sino en que, a la vista de la experiencia pasada, cada vez que los astrónomos han abierto una nueva ventana al cosmos han descubierto cosas que ni siquiera se imaginaban que pudieran existir.
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