CAZA DE NEUTRINOS EN EL POLO SUR

CAZA DE NEUTRINOS EN EL POLO SUR

El Polo Sur está ubicado en el desierto más frío, seco y alto del mundo, sobre la más turbulenta atmósfera de la Tierra, y con una continua e incontaminada visión nocturna del firmamento, durante casi cinco meses de oscuridad invernal. Es un paraíso para los astrónomos.

10 de abril 1995 , 12:00 a.m.

Pero no entrega fácilmente sus favores a la ciencia. Científicos, ingenieros y expertos en construcción, han trabajado mucho durante los últimos años para convertir el Polo en un centro astronómico de primera clase, y sus esfuerzos empiezan a fructificar.

Enormes telescopios radio-ópticos están proliferando por el blanco y desolado paisaje, los láser están explorando la estratosfera en lo alto de la planicie polar, y sensores a menos de un kilómetros de profundidad, bajo la capa de hielo, registran la llegada de neutrinos procedentes de las regiones exteriores del universo.

Pero a pesar de la explosión en materia de construcción de observatorios en el Polo Sur, el progreso tecnológico no ha desvirtuado del todo el juicio emitido hace 83 años por el Capitán Robert F. Scott, el desventurado comandante de la primera expedición británica que llegó al Polo: Gran Dios! Este es un lugar terrible... .

El Polo está a 2.800 metros sobre el nivel del mar, y la presión del aire equivale frecuentemente a elevaciones de más de 3.000 metros en otras partes del mundo. La incomodidad física -narices congeladas a temperaturas que bajan a menos de 78 grados centígrados, y penosos esfuerzos en un aire tan tenue que mina la fortaleza y la resistencia- es apenas parte del reto. El hostil medio polar alcanza los rincones más abrigados de esta desparramada estación, dañando computadores, distorsionando datos y complicando la búsqueda de conocimientos.

Las condiciones en el Polo Sur son diferentes a las de cualquier otro lugar de la Tierra, beneficiándola a veces, y perjudicándola también.

Los efectos ambivalentes del medio ambiente polar están plasmados en la suerte de un proyecto llamado Amanda, por su acrónimo en inglés, Antartic Muon and Neutrino Detector Array (En traducción libre: Dispositivo Antártico de Neutrinos y Muones).

El objetivo de Amanda, como el de Dumand, por su acrónimo en inglés, Deep Anderwater Muon and Neutrino Detector (En traducción libre: Detector Subacuático Profundo de Muones y Neutrinos), un sistema algo semejante ubicado en el Océano Pacífico, en las afueras de la costa de Hawaii, es detectar y medir los vestigios de los neutrinos que bombardean la Tierra desde diversas fuentes espaciales.

Los neutrinos están entre las más evasivas partículas subnucleares porque no tienen carga eléctrica y carecen de masa, o ésta es muy pequeña; la probabilidad de que algún velocísimo neutrón choque contra un átomo, a lo largo de su curso a través del universo, es tan remota que casi todos los neutrinos que alcanzan la Tierra la atraviesan inmediatamente, sin que sean ningún impedimento los casi 13.000 kilómetros de materia sólida.

Pero al cabo de mucho tiempo, un neutrino se estrella contra un átomo, dando origen a una partícula cargada negativamente, que recibe el nombre de muón. Parte de la energía del veloz muón se convierte en una especie de onda de choque de luz, llamada radiación de Cherenkov. Esta luz, observable como un fugaz destello azul, atraviesa medios transparentes como agua y hielo, y puede ser detectada por sensores luminosos.

Los neutrinos interesan a los astrofísicos porque estas partículas, emitidas a diversos niveles de energía por estrellas como el Sol, y por las explosiones de las supernovas, ofrecen un novedoso medio para estudiar objetos y eventos que, de otra manera, no serían percibidos desde la Tierra.

Ya que los neutrinos transportan claves acerca de sus orígenes, y como pueden atravesar, casi sin impedimentos, cualquier tipo de materia, potencialmente dotan a los astrónomos con algo equivalente a visión de rayos X, capaz de escrutar las profundidades de los procesos termonucleares y de otros eventos cósmicos.

Más aún: si resulta que los neutrinos tienen alguna masa ligera -y experimentos recientes han comprobado que así ocurre con algunos de ellos-, su masa combinada podría dar cuenta de una fracción sustancial de toda la masa del universo. Esta perspectiva tendría profundas implicaciones para la cosmología, ciencia que busca descifrar la estructura, el origen y el destino del universo.

Los problemas presentados en los tres experimentos subacuáticos para detectar neutrinos (en aguas de Hawaii y de Grecia, así como en el lago Baikal, de Siberia), dejaron a Amanda, del Polo Sur, como la mejor alternativa, en el corto plazo, para localizar neutrinos cósmicos de alta energía.

Durante el verano 1993-1994, científicos aquí utilizaron chorros de agua caliente para practicar cuatro agujeros profundos en el casquete polar, y en ellos empotraron cuatro cordones detectores: cada uno es un cable largo equipado con 20 detectores de luz Cherenkov.

Los detectores, encajados en espesas cápsulas de vidrio capaces de soportar presiones gigantescas, fueron ubicados a profundidades de entre 800 y 1.000 metros, dentro del hielo, y científicos dirigidos por Robert M. Morse, de la Universidad de Wisconsin, en Madison, tenían la esperanza de que el hielo, a esas profundidades, sería suficientemente transparente para transmitir destellos Cherenkov, sin desviación alguna, sobre distancias razonablemente grandes.

Pero estas esperanzas se desvanecieron en el curso del año pasado, cuando se descubrió que, a pesar de la enorme presión del hielo a grandes profundidades, permanecen incrustadas en él burbujas microscópicas: éstas esparcen los destellos de radiación Cherenkov en direcciones fortuitas. A menos que Amanda localice haces de orientados en la misma dirección, sin desviarse por la dispersión, el telescopio será un fracaso.

Detección más profunda Ariel Goobar, de la Universidad de Estocolmo, uno de los colaboradores del proyecto Amanda, dijo que durante el verano del hemisferio sur, 1995-1996, los científicos a cargo de este proyecto practicarán seis agujeros mucho más profundos entre el hielo polar, e instalarán cordones de detectores a profundidades entre 1540 metros y 1850 metros.

Esperamos que el hielo a esas profundidades sea suficientemente claro para nuestro proyecto. Pruebas de físicos rusos en su Estación Vostok muestran que el hielo a esa profundidad comprime tanto las burbujas que se da muy poca dispersión de luz. Pero instalar cada cordón cuesta alrededor de 100.000 dólares. Ojalá que las cosas salgan bien , dijo Goobar.

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