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NT-200 Telescopio

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Telescopio construido para capturar partículas de neutrinos

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Flotando sobre un poco más de un kilómetro por debajo de la superficie del lago más profundo del mundo -el Baikal, en Rusia central- el telescopio NT-200 no apunta hacia el cielo sino hacia el centro de la Tierra.

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Sus diseñadores no están interesados en la observación de los peces o de otras formas de vida que habitan el lago. El telescopio fue construido para capturar una partícula fundamental y difícil de localizar llamada neutrino, en un intento por desentrañar los secretos de cómo se formó el Universo.

Los neutrinos no tienen carga eléctrica e interactúan muy débilmente con otras formas de materia.

Partículas fantasma


Los neutrinos no tienen carga eléctrica e interactúan muy débilmente con otras formas de materia, tanto así, que son capaces de pasar directamente a través de la Tierra sin chocar con nada. Esto ha llevado a algunos a llamar a los neutrinos "partículas fantasma".

Los neutrinos de alta energía se originan en las supernovas (explosiones estelares), denominados centros galácticos activos, enormes explosiones cósmicas conocidas como estallidos de rayos gamma y estrellas de neutrones. Son extremadamente difíciles de detectar y, hasta ahora, sólo hay pruebas indirectas de su existencia.

Baikal

El lago Baikal (en ruso: Озеро Байкал; Ózero Baikal) es un lago de origen tectónico, localizado en la región sur de Siberia, Rusia, entre el óblast de Irkutsk en el noroeste y Buriatia en el sureste, cerca de la ciudad de Irkutsk. Su nombre deriva del tártaro Bai-Kul, «lago rico». También es conocido como el «Ojo azul de Siberia» o «La Perla de Asia».

Es uno de los lagos con menor índice de turbidez en el mundo, registrándose marcas superiores a los 20 metros de profundidad mediante la utilización de discos Secchi. Contiene en torno al 20 % del agua dulce no congelada del mundo y con sus 1.680 m de profundidad es el lago más profundo del mundo. Sobre la orilla occidental del lago vive el pueblo buriato. El lago Baikal fue nombrado Patrimonio de la Humanidad por la Unesco en 1996.

Sin embargo, los físicos rusos que trabajan en Siberia están planeando modernizar su telescopio submarino, con el objetivo de "alcanzar" neutrinos de alta energía procedente de más allá del Sistema Solar. Si tienen éxito, ésta sería la primera detección de una partícula de este tipo.

Los neutrinos también se pueden producir cuando los rayos cósmicos del espacio exterior chocan con la atmósfera de la Tierra.

Pero es vital descartar estos neutrinos atmosféricos de baja energía producidos por los rayos cósmicos, de forma tal que instrumentos sensibles, como el NT-200, puedan centrarse en los neutrinos de alta energía, que son el foco de interés de los científicos.

Para que esto suceda, el telescopio tiene que estar en un lugar lo más oscuro y profundo posible. Más de un kilómetro de agua en el abismo del Baikal resultó ser una solución perfecta, al evitar eficazmente que la mayoría de las partículas de baja energía alcanzaran el detector.

"Hay diferentes portadores de información sobre el Universo, y el neutrino de alta energía es uno de ellos", le dijo a la BBC Nikolai Budnev, el director del Instituto de Física Aplicada de la Universidad Estatal de Irkutsk.[1]

La universidad de Budnev opera el telescopio en colaboración con otros institutos.

El NT-200 aún debe capturar neutrinos de alta energía del espacio exterior, pero los científicos rusos señalan que al registrar cerca de 400 neutrinos atmosféricos de baja energía cada año, se ha mostrado que la técnica está lista para ser utilizada en otros desafíos científicos una vez que el telescopio sea modernizado.


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El nuevo supertelescopio de Siberia, que se espera que entre en completo funcionamiento en unos 6 años, explorará el centro mismo de nuestra galaxia, donde hay un inmenso agujero negro desde el cual los neutrinos llegan a nuestro planeta. Los neutrinos son minúsculas partículas generadas a partir de diversas reacciones atómicas que se dan en la materia oscura de los agujeros negros y contienen información muy específica. Se cree que gran parte de nuestro universo está compuesto por materia oscura, pero su existencia sólo se ha comprobado desde un punto de vista teórico. Si los científicos rusos logran “capturar” parte de ella, sería uno de los mayores avances en la física del siglo XXI. En la década de 1930 empezó a conocerse la existencia de los neutrinos, pero su “captura” no se ha producido hasta hace relativamente poco. El físico ruso Pável Cherenkov descubrió que estas partículas emiten un ligero resplandor azul cuando atraviesan agua o hielo, por lo que se eligió un cuerpo de agua como sede del futuro telescopio.

"Atrapar neutrinos” es parecido a buscar oro. El número de partículas es extraordinario, pero sólo unas cuantas contienen información valiosa". Alexánder Avrorin, ingeniero jefe del proyecto “Telescopio de Neutrinos Subacuático de Baikal”, señaló que “los científicos no atrapan más que unas cuantas docenas de partículas verdaderamente únicas al año ”. En cualquier caso, la inversión es coherente porque se tiene la certeza de que los neutrinos que viajan desde los rincones más lejanos del universo podrían suministrar datos de la estructura del espacio y de lo que sucede en otras galaxias, así como en la nuestra.

Los módulos del viejo telescopio NT-200, instalados en las profundidades del lago Baikal en la década de los 90, sólo registraban neutrinos originados en la atmósfera terrestre. El nuevo supertelescopio será cien veces más grande y será capaz de capturar objetos a una distancia mucho mayor.

La forma del telescopio es parecida a la red de un pescador. Contiene unas bolas transparentes que son módulos ópticos capaces de aguantar una fuerte presión de agua a una profundidad de 1,5 kilómetros. Estos se adhieren a una cuerda como si fuera un collar de cuentas enorme. Dentro de estos módulos hay células solares que identifican el destello emitido por los neutrinos y transfieren esta información por un cable de fibra óptica a un centro de investigaciones situado en tierra firme.

Las obras de instalación de los nuevos módulos ópticos ya han comenzado, aunque el proyecto ha sufrido una serie de complicaciones por falta de fondos. Como consecuencia de la crisis financiera global, Rusia suspendió la producción de tubos fotomultiplicadores, un componente integral del módulo. Además de Rusia, el único productor de estos tubos es Japón y el precio es bastante más alto, tal y como se quejó Avrorin.

Sin embargo, aunque se importen los componentes el telescopio ruso sigue siendo mucho más barato que sus análogos extranjeros”, afirmó Avrorin. Esto puede atribuirse a las condiciones naturales del lago Baikal, que permanece congelado la mitad del año. La capa de hielo es tan gruesa que soporta con facilidad el peso de la plataforma utilizada para instalar los módulos, mientras que los especialistas extranjeros tienen que instalar el equipo con batiscafos o derritiendo el hielo a unos dos kilómetros de profundidad.

En el mundo hay otras dos instalaciones que “capturan” neutrinos. Por un lado, ANTARES, un proyecto conjunto instalado en el mar Mediterráneo y en el que participan Francia, Holanda, Rusia, España y Reino Unido, mientras que los especialistas de Estados Unidos, Suecia y Alemania han instalado el telescopio AMANDA en el hielo de la Antártida. Ígor Belolaptikov, que trabaja en el Instituto de Investigaciones Nucleares de Rusia, señaló que el telescopio del hemisferio sur sólo puede orientarse en una dirección, sin embargo los objetos más interesantes del universo se encuentran en la zona que podrá observarse con el telescopio del lago Baikal.

Lago Baikal congelado

Fuentes y Enlaces de interés

  1. BBC

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