Trampas para superpart¨ªculas

Hay alg¨²n tipo de objeto o fen¨®meno ah¨ª fuera, seguramente incluso m¨¢s all¨¢ de nuestra propia galaxia, que acelera las part¨ªculas que emite decenas de millones de veces m¨¢s que el acelerador m¨¢s potente que pueda construirse en la Tierra. Esas part¨ªculas superenerg¨¦ticas cruzan el cosmos casi a la velocidad de la luz y, si chocan con la Tierra, desencadenan en la atm¨®sfera toda una lluvia -los cient¨ªficos hablan de "chubasco"- de cientos de millones de part¨ªculas secundarias de menos energ¨ªa. Detectando esa cascada se obtiene informaci¨®n sobre la part¨ªcula original y su procedencia, y se puede investigar qu¨¦ potente y misterioso fen¨®meno la ha producido. ?se es el objetivo del observatorio Pierre Auger de rayos c¨®smicos -as¨ª se llaman las part¨ªculas procedentes de objetos celestes- que se acaba de inaugurar oficialmente en la localidad argentina de Malarg¨¹e, en una planicie al pie de los Andes. El a?o pr¨®ximo habr¨¢ otro motivo de celebraci¨®n. Comenzar¨¢ la fase de desarrollo del observatorio Pierre Auger Norte, que se instalar¨¢ en Colorado (EE UU).

Los agujeros negros son una posible fuente de fotones y positrones

Es dif¨ªcil imaginar la energ¨ªa de las part¨ªculas ultraenerg¨¦ticas. Puesta en relaci¨®n con la de un electr¨®n de un tubo de los antiguos televisores "es como la energ¨ªa de una bomba at¨®mica termonuclear comparada con la cabeza de una cerilla", explica desde Argentina Enrique Zas, de la Universidad de Santiago de Compostela y representante espa?ol en el observatorio.

Los f¨ªsicos llevan medio siglo intrigados con qu¨¦ ser¨¢ lo que puede acelerar tanto estos rayos c¨®smicos. No en vano la inauguraci¨®n del Pierre Auger, el mayor despliegue de instrumentos jam¨¢s construido para cazarlos, fue una fiesta que congreg¨® a m¨¢s de un centenar de cient¨ªficos -entre ellos el Nobel James Cronin, quien ide¨® el proyecto en 1992 con su colega Alan Watson- y a representantes de los 17 pa¨ªses que participan en el proyecto. De los 42 millones de euros que ha costado el observatorio, el Ministerio de Ciencia e Innovaci¨®n espa?ol ha aportado el 2%, y ahora contribuye con un 8% al mantenimiento. Tambi¨¦n participan varias comunidades aut¨®nomas.

La instalaci¨®n es imposible de abarcar con la mirada: consiste en 1.600 detectores, que son tanques de agua pura, separados entre s¨ª unos 1,5 kil¨®metros. Cubren un ¨¢rea de 3.000 kil¨®metros cuadrados, porque los rayos c¨®smicos m¨¢s energ¨¦ticos son tambi¨¦n los menos frecuentes (apenas uno por kil¨®metro cuadrado y a?o) y generan cascadas muy amplias, con frentes de hasta 16 kil¨®metros cuadrados. As¨ª, cada vez que una part¨ªcula penetra en un detector, un ordenador env¨ªa por radio una se?al a un centro de datos que integra la informaci¨®n de los dem¨¢s. Esta t¨¦cnica se combina con la detecci¨®n, con cuatro estaciones de telescopios, de la luz que produce el chubasco a su paso por la atm¨®sfera -como una estrella fugaz, aunque demasiado r¨¢pida para que el ojo humano la vea-.

La fiesta del Pierre Auger empez¨® en realidad el a?o pasado, cuando se obtuvo el primer resultado sobre el origen de los rayos c¨®smicos ultraenerg¨¦ticos: los inmensos agujeros negros que ocupan el n¨²cleo de galaxias activas ser¨ªan una fuente probable. ?C¨®mo se acelera una part¨ªcula en un agujero negro? Cuando estos sumideros c¨®smicos de miles de millones de masas solares devoran materia, en sus inmediaciones se emiten chorros de material que se mueve a casi la velocidad de la luz; una part¨ªcula presente en el entorno que interaccionara con estos chorros podr¨ªa convertirse en un superrayo c¨®smico.

Confirmar este escenario exige analizar muchas m¨¢s cascadas "para determinar mejor las distribuciones de direcciones de llegada ", explica Zas. Tambi¨¦n hace falta saber m¨¢s sobre los campos magn¨¦ticos gal¨¢cticos y extragal¨¢cticos, que influyen en la trayectoria de la part¨ªcula, y la naturaleza de esta ¨²ltima. ?Son protones, n¨²cleos at¨®micos pesados? A¨²n no se sabe.

La treintena de investigadores espa?oles implicados en el Pierre Auger lidera varios grupos de trabajo responsables de analizar los datos. El grupo de Zas, en concreto, analiza los chubascos que llegan inclinados, que podr¨ªan conducir a la detecci¨®n de un tipo concreto de misteriosas part¨ªculas: los neutrinos de alta energ¨ªa. "Los neutrinos son las part¨ªculas m¨¢s desconocidas y m¨¢s dif¨ªciles de detectar. Su descubrimiento tambi¨¦n nos dar¨ªa muchas pistas sobre el origen de todos estos fen¨®menos", se?ala el cient¨ªfico. La empresa Isofot¨®n, por otra parte, aporta los paneles solares que dan energ¨ªa a los 1.600 tanques de agua.

El Pierre Auger Norte cubrir¨¢ casi siete veces m¨¢s superficie que el actual: 20.000 kil¨®metros cuadrados. La financiaci¨®n para construir todo el observatorio a¨²n no est¨¢ asegurada.