¿Cómo ver el Universo a
través de la limitada ventana que nos ofrece nuestro planeta? Todos sabemos que
el Universo no es el cielo que vemos una noche apacible cualquiera. Ni son las
estrellas clavadas en la bóveda celeste, ni siendo optimistas, las Lágrimas de
San Lorenzo. Es un campo en permanente cambio y transformación. Un campo de
batalla donde la Tierra es bombardeada por billones de partículas que llamamos
rayos cósmicos.
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| NASA |
De entre las partículas
que conforman los rayos cósmicos son los neutrinos las partículas que nos
permite mirar a puntos muy lejanos de nuestro Universo sin miedo a errar en su
procedencia. Los neutrinos de baja energía son un producto de las reacciones
termonucleares débiles que tienen lugar en el interior de una estrella. También
se encuentran los neutrinos de alta energía formados a partir de la explosión de
una supernova, de agujeros negros supermasivos dispuestos en el centro de
alguna galaxia o del Big Bang.
Al ser partículas no
cargadas y con masa virtualmente nula, su trayectoria no se ve perturbada ni
por campos magnéticos ni gravitacionales. De esta forma, los neutrinos pueden
desplazarse en línea recta por todo el Universo desde los diferentes lugares en
los que pueden ser creados. Así, la Tierra es atravesada por trillones de
neutrinos cada nanosegundo.
El problema que se les
plantea a los científicos es que esas mismas propiedades que permiten a los
neutrinos transportar información valiosa sobre el Universo y su origen 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 del elemento y el neutrino se transforma en otra partícula
denominada muon. Este muon 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 o estela, que se denomina radiación de Cherenkov, se
asemejaría a las ondas producidas en el aire cuando es atravesado por una bala.
Sin embargo, para tener la oportunidad de detectar una de estas colisiones mediante la radiación de Cherenkov que deja el muon en su estela, los científicos necesitan medir un volumen gigantesco de alguna sustancia que, por un lado, sea perfectamente transparente y, por otro lado, 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. 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. Por esta razón, hundido a 2 kilómetros de profundidad en el hielo del Polo Sur se encuentra el telescopio rastreador de neutrinos AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector).
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| © Antártica Moun y Neutrino Detector Array (AMANDA) |
Funcionó de forma autónoma entre 1996 y 2004 y su función consistió en captar y registrar la presencia de muones y neutrinos provenientes de fuera del Sistema Solar. Desde el 2005, AMANDA se convirtió oficialmente en parte de su proyecto sucesor, el Observatorio de Neutrinos IceCube.
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| Estructura de IceCube Neutrino Observatory. Créditos: IceCube Science Team - Francis Halzen, Department of Physics, University of Wisconsin |
AMANDA consiste en un detector
formado por 677 sensores ópticos del tamaño de una pelota y circulares suspendidos
en cables de fibra óptica desplegados en 19 hoyos en la capa de hielo como si
fueran las cuentas de un collar.
AMANDA es una trampa para los
neutrinos que atraviesan la Tierra entrando por el hemisferio norte. 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 el muon y la radiación de Cherenkov. Ese trazo azulado es
lo que captan los sensores ópticos.
En noviembre de 2013 se anunció que IceCube había hecho el primer descubrimiento de neutrinos en la Tierra originados más allá de nuestro sistema solar. Pero, sin la labor de AMANDA este logro no se habría conseguido.
AMANDA abrió una ventana al Universo mirando hacia el interior de la Tierra. Unió cielo y tierra, atrapó neutrinos que vagaban por el Universo y los convirtió en una estela mágica con la que nos imaginamos un futuro apasionante, lleno de preguntas que quizás jamás nos hubiésemos planteado.
Con Amanda, el Universo parece más cercano y completo.
En noviembre de 2013 se anunció que IceCube había hecho el primer descubrimiento de neutrinos en la Tierra originados más allá de nuestro sistema solar. Pero, sin la labor de AMANDA este logro no se habría conseguido.
AMANDA abrió una ventana al Universo mirando hacia el interior de la Tierra. Unió cielo y tierra, atrapó neutrinos que vagaban por el Universo y los convirtió en una estela mágica con la que nos imaginamos un futuro apasionante, lleno de preguntas que quizás jamás nos hubiésemos planteado.
Con Amanda, el Universo parece más cercano y completo.
Gracias Amanda, feliz primer cumpleaños.
