Ciencia de altura en el fondo de una antigua mina de oro
Una mina de oro en Dakota del Sur (EE UU), que aloj¨® hace 40 a?os el primer detector de neutrinos solares del mundo, ha sido elegida ahora por la Fundaci¨®n Americana de Ciencia (NSF, en sus siglas en ingl¨¦s) para crear un gran laboratorio subterr¨¢neo. All¨ª se podr¨¢ investigar en f¨ªsica y cosmolog¨ªa, pero tambi¨¦n se podr¨¢n explorar los secretos de la vida oscura que se desarrolla bajo tierra, se estudiar¨¢ geolog¨ªa y geof¨ªsica y se explorar¨¢n soluciones novedosas de ingenier¨ªa subterr¨¢nea.
La mina aur¨ªfera de Homestake, que se explot¨® desde 1876 hasta su cierre definitivo en 2001, tiene 600 kil¨®metros de t¨²neles perforados y, seg¨²n el nuevo proyecto, alojar¨¢ salas experimentales a varios niveles, el m¨¢s profundo a 2.200 metros bajo tierra. La roca sobre los laboratorios es la que proporciona el apantallamiento especial frente a los rayos c¨®smicos que llegan del cielo y que inutilizar¨ªan los detectores de alta precisi¨®n si se instalaran en la superficie. El Dusel (siglas en ingl¨¦s de Laboratorio Subterr¨¢neo Profundo de Ciencia e Ingenier¨ªa) aspira a ser la mayor instalaci¨®n cient¨ªfica de este tipo en el mundo. Actualmente hay varios laboratorios subterr¨¢neos en Europa, Canad¨¢ y Jap¨®n; en EE UU el m¨¢s profundo est¨¢ a un kil¨®metro de la superficie.
La comunidad cient¨ªfica estadounidense llevaba tiempo insistiendo en la necesidad de una gran instalaci¨®n subterr¨¢nea y la NSF decidi¨® poner en marcha un comit¨¦ internacional de 22 expertos para hacer una evaluaci¨®n rigurosa de las diferentes propuestas. Entre cuatro proyectos, el comit¨¦ ha elegido el de la Universidad de California en Berkeley para Homestake. De momento, el Dusel cuenta con un presupuesto anual de 3,7 millones de euros para realizar en tres a?os el dise?o detallado. Su construcci¨®n y financiaci¨®n definitiva deben ser aprobadas por el Congreso estadounidense.
Para los f¨ªsicos, que llevan bastantes a?os aprovechando minas y otras construcciones subterr¨¢neas para usar la roca como protecci¨®n de sus detectores, las futuras instalaciones de Homestake permitir¨¢n poner en marcha observatorios ultraprecisos sobre la masa de los neutrinos, el proceso de desintegraci¨®n que podr¨ªa indicar que esta part¨ªcula es su propia antipart¨ªcula, la desintegraci¨®n del prot¨®n o la detecci¨®n de ondas gravitacionales.
Pero no menos interesante se vislumbra la biolog¨ªa de las condiciones de alta presi¨®n y temperatura que los cient¨ªficos quieren estudiar en el Dusel, en condiciones de aislamiento y esterilizaci¨®n perfectamente controladas, condiciones dif¨ªciles de lograr en perforaciones o explotaciones petrol¨ªferas que se aprovechan para investigar organismos extrem¨®filos de las profundidades de la Tierra. En la antigua mina de oro, los cient¨ªficos buscar¨¢n seres vivos adaptados a vivir a altas presiones y temperaturas y muy diferentes de los dependientes de la clorofila, as¨ª como de los que habitan en la atm¨®sfera y los oc¨¦anos.
El estudio de la corteza terrestre, las propiedades de las rocas sometidas a las altas presiones del subsuelo y los procesos termales e hidrol¨®gicos son ejemplos de las investigaciones que los cient¨ªficos de la Tierra y los ingenieros planean para el Dusel. Tambi¨¦n los expertos en secuestro geol¨®gico de CO2 aspiran a utilizar las nuevas instalaciones de Homestake.
Plan europeo de astropart¨ªculas
Para sacar el mejor partido posible de los esfuerzos cient¨ªficos en astronom¨ªa, cosmolog¨ªa y f¨ªsica de part¨ªculas -o astropart¨ªculas, como se llama a menudo el ¨¢mbito donde se entrecruzan las investigaciones sobre el macrocosmos y el microcosmos-, un equipo de expertos de la red europea de agencias cient¨ªficas ha preparado un primer plan de grandes infraestructuras cient¨ªficas europeas consideradas prioritarias por su inter¨¦s cient¨ªfico.
En la primera fase del plan, dado a conocer este verano, los expertos recomiendan iniciar los estudios de dise?o de cuatro grandes infraestructuras entre las varias propuestas por la comunidad cient¨ªfica: el observatorio de rayos c¨®smicos europeo de nueva generaci¨®n CTA, el detector Eureca de investigaci¨®n de la materia oscura del universo; el gran detector Laguna para investigar la desintegraci¨®n de prot¨®n y hacer astronom¨ªa de neutrinos, y el telescopio Einstein, un observatorio de nueva generaci¨®n para ondas gravitacionales. El comit¨¦ de 24 expertos, bajo la presidencia del alem¨¢n Christian Spiering y con la presencia de tres espa?oles, ha destacado tambi¨¦n su apoyo al telescopio de neutrinos de alta energ¨ªa KM3, en el mediterr¨¢neo, cuyo precursor Nemo funciona en las costas italianas.
El plan ser¨¢ discutido a fondo en una reuni¨®n que se celebrar¨¢ el 21 y 22 de septiembre pr¨®ximos en Amsterdam.
El objetivo de estas grandes instalaciones (laboratorios subterr¨¢neos o con telescopios espaciales, antenas y experimentos en ¨®rbita) es intentar responder preguntas fundamentales como: ?De qu¨¦ est¨¢ hecho el universo? ?Cu¨¢l es el origen de los rayos c¨®smicos? O ?cu¨¢l es la naturaleza de la gravedad?, seg¨²n adelantan la red europea de agencias Aspera y el consorcio de astropart¨ªculas ApPEC, instituciones promotoras del plan europeo.
Estas grandes instalaciones tambi¨¦n han de servir para profundizar en el conocimiento de fen¨®menos violentos del universo como las explosiones de supernova, las estrellas de neutrones y los agujeros negros.
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