Todo listo para desplegar en el Mediterr¨¢neo un nuevo telescopio de neutrinos c¨®smicos

Si el tiempo lo permite, y en este caso las condiciones meteorol¨®gicas y del mar son determinantes, comienza esta semana el montaje de una nueva instalaci¨®n cient¨ªfica en el fondo del Mediterr¨¢neo. No se trata de un observatorio marino, sino de un telescopio bajo el agua, a 2.500 metros de profundidad, cerca de la costa francesa, para detectar neutrinos procedentes de lejanas galaxias y nunca interceptados. El detector Antares estar¨¢ acabado en el 2003, pero la primera l¨ªnea de sensores est¨¢ lista en un barco a la espera de que amaine el temporal en el sur de Francia.

Tras muchos ensayos, experimentos y mediciones realizados desde 1996, una primera l¨ªnea experimental de detectores del nuevo telescopio de neutrinos est¨¢ a punto de entrar en el agua.El lugar elegido para Antares est¨¢ a 50 kil¨®metros de la costa meridional francesa, cerca de Tol¨®n, con suficiente profundidad de las aguas y un fondo arenoso y estable para anclar el extremo de cada l¨ªnea. Un peque?o submarino franc¨¦s, el Nautile, se utiliz¨® para explorar la zona. De momento habr¨¢ una l¨ªnea, pero dentro de tres a?os ser¨¢n 13 las instaladas en una superficie de 300 por 300 metros y un coste total de 2.500 millones de pesetas. Despu¨¦s, si hay financiaci¨®n, Antares se ampliar¨¢ a un kil¨®metro cuadrado con cien cables cargados de detectores.

El objetivo que persigue un centenar de cient¨ªficos e ingenieros de 14 instituciones europeas (de Francia, Espa?a, Rusia, Reino Unido y Holanda) con esta gran instalaci¨®n es detectar neutrinos c¨®smicos, part¨ªculas elementales neutras generadas, por ejemplo, en los n¨²cleos de galaxias activas que probablemente alojan gigantescos agujeros negros.

Hasta ahora no se han detectado neutrinos de tan alta energ¨ªa -superior a un bill¨®n de electronvoltios, mientras que los neutrinos procedentes del Sol no superan el mill¨®n de electronvoltios-, y s¨®lo se tienen datos preliminares recogidos por otro ins¨®lito telescopio, el Amanda, que se est¨¢ construyendo en la Ant¨¢rtida.

Protones y n¨²cleos

Pero los f¨ªsicos creen que estos neutrinos deben existir, dado que protones y n¨²cleos at¨®micos de ¨¦sas y aun mayores energ¨ªas procedentes del cosmos han sido detectados en observatorios terrestres. El problema es que la carga el¨¦ctrica de los protones y los n¨²cleos hace que sus trayectorias sean curvadas por los campos magn¨¦ticos que encuentren en el universo. Por el contrario, los neutrinos conservan toda su informaci¨®n de procedencia, y la identificaci¨®n de las fuentes c¨®smicas que los generan es precisamente una de las bazas fuertes de Antares y del Amanda.La caza de estos neutrinos no es f¨¢cil, ya que apenas interaccionan con la materia -incluida la de los mismos detectores- y la atraviesan sin dejar apenas rastro. De ah¨ª la elecci¨®n del agua, o del hielo en el caso del Amanda. De vez en cuando, alg¨²n neutrino interacciona con la materia produciendo un mu¨®n, y esta part¨ªcula elemental genera una onda luminosa, llamada luz Cherenkov, que es visible en los enormes vol¨²menes de agua o de hielo vigilados por los detectores.

Ni que decir tiene que la luz de los muones es extremadamente tenue. Y para complicar a¨²n m¨¢s las cosas, los f¨ªsicos e ingenieros que han desarrollado este telescopio tienen que contar con sales marinas que se desintegran produciendo luz (como el potasio 40), bacterias y min¨²sculos animales submarinos luminiscentes que pueden enga?ar a los detectores. Por ello ha habido que explorar y estudiar con detenimiento la composici¨®n del agua, su transparencia, los organismos que viven en las profundidades y las corrientes en el lugar elegido.

El agua del mar actuar¨¢ adem¨¢s como pantalla protectora del telescopio frente a la radiaci¨®n c¨®smica que bombardea la superficie terrestre en todo momento. Pero las cosas son a¨²n m¨¢s complicadas con los neutrinos: las part¨ªculas que Antares detectar¨¢ vendr¨¢n del otro lado de la Tierra, es decir, de neutrinos que habr¨¢n entrado por las ant¨ªpodas y habr¨¢n atravesado todo el planeta.

Radios de detectores

Cada l¨ªnea de Antares tendr¨¢ 90 detectores, colocados, tras los primeros 100 metros del fondo, en 30 racimos sujetos en 300 metros de cable. Por encima habr¨¢ 2.000 metros de agua. Todo el sistema va conectado, mediante cables, a un centro de control en la costa que recibe datos y env¨ªa instrucciones y energ¨ªa al telescopio.El montaje no es f¨¢cil, requiere enorme precisi¨®n y buenas condiciones del mar. De estas operaciones se encargan buques de posici¨®n din¨¢mica, con sistema de orientaci¨®n por sat¨¦lite y capaces de estar parados en el mar en un punto exacto. Van a ser barcos franceses los encargados del despliegue de Antares, pero los investigadores espa?oles que participan en el proyecto desear¨ªan que el Instituto Espa?ol de Oceanograf¨ªa contase con un barco dotado de los dispositivos necesarios que pudiese utilizarse en el proyecto.

No es Antares la ¨²nica instalaci¨®n que persigue neutrinos c¨®smicos de alta energ¨ªa. Adem¨¢s del Amanda, que tiene ya varias l¨ªneas de detectores instaladas en perforaciones en el hielo a 1.500 metros de profundidad, funciona desde hace varios a?os en el lago Baikal (Rusia) uno de estos telescopios, pero tiene limitaciones por la profundidad de las aguas. Quiz¨¢s el m¨¢s parecido a Antares sea el Dumand, un proyecto que empez¨® a montarse en Hawai y que se cerr¨® por dificultades con los apoyos t¨¦cnicos necesarios. De hecho, uno de los puntos fuertes de Antares es la disponibilidad en Europa de la infraestructura adecuada.