Un laboratorio bajo los Andes buscará develar varios misterios del universo
Avanza el proyecto del primer laboratorio subterráneo del hemisferio sur en la frontera entre Argentina y Chile. La instalación permitirá estudiar los esquivos neutrinos y la materia oscura. Es una iniciativa conjunta de Argentina, Chile, Brasil y México.
Por Lucas Viano

La vasija del detector de neutrino de laboratorio Gran Sasso en Italia tiene 14 metros de diámetro. El laboratorio Andes tendrá una similar. Universidad de Princeton

Este es el primer artículo de una serie de cinco reportajes sobre grandes instalaciones científicas que se encuentran en construcción en América Latina. Lea mañana sobre dos nuevos telescopios que se instalarán en el desierto de Atacama, Chile.

A 1.700 metros de profundidad todo es más tranquilo. Apenas llegan algunas partículas subatómicas y la radiación es baja. En ese clima de física agradable los investigadores pueden desentrañar los secretos de los neutrinos y la materia oscura, dos de los mayores misterios del universo.

El proyecto Andes (Agua Negra Deep Experiment Site, por sus siglas en inglés) será el primer laboratorio subterráneo del hemisferio sur que estudiará estos fenómenos. Se construirá en la frontera entre Chile y Argentina, junto con la construcción del túnel del Paso Agua Negra, un proyecto vial binacional que atravesará la cordillera de los Andes con dos túneles paralelos de 13,9 km de longitud, uno para cada sentido de circulación: descendente desde Argentina hacia Chile y ascendente de Chile a la Argentina. Está previsto para 2024.

“Estamos en la etapa final de diseño. A fin de año debemos tener la documentación técnica para que la empresa constructora lo agregue como obra adicional al túnel”, dice Xavier Bertou, coordinador de Andes e investigador de la Comisión Nacional de Energía Atómica de Argentina (CNEA).

En el mundo existen pocos laboratorios bajo tierra destinados a la física. La iniciativa “Deep Science” (Ciencia Profunda, en inglés) señala diez instalaciones. Tres de ellas están en EE.UU.; una en Canadá; una en Japón y cinco en Europa (España, Italia, Francia, Rusia e Inglaterra tienen una cada uno).

India, China y Corea del Sur proyectan las suyas. Con este panorama, el Andes seguirá siendo el único en el hemisferio Sur y el tercero más profundo del mundo.

“Estamos permanentemente bombardeados por partículas provenientes del espacio. A nivel del suelo, llegan varias centenas cada segundo en un metro cuadrado. Para estudiar neutrinos, se debería poder encontrar uno solo dentro de millones de partículas de radiación cósmica. Es muy complejo. Por lo tanto, se prefiere construir un laboratorio subterráneo para aislarse de la radiación cósmica, la cual es absorbida por la roca”, detalla Bertou.

Conocer al detalle los neutrinos permitirá precisar mejor el modelo estándar de la física, el cual explica todos los fenómenos de la naturaleza. Los neutrinos tomaron protagonismo en 1998 cuando se determinó que tenían masa, algo que no está previsto según este modelo.

Plano del túnel y del proyecto Andes. En gris se observan las dos vías principales y la galería de ventilación del Paso Agua Negra. En rojo, está marcado el proyecto Andes. Se observan los túneles de acceso, las dos cavernas para laboratorios y el pozo circular donde se instalará el detector de neutrinos / Proyecto Andes

Proyectos variados

Claudio Dib, físico de la Universidad Federico Santa María de Valparaíso y responsable chileno de la iniciativa, detalla algunos proyectos previstos para Andes: “Un grupo está estudiando técnicas de detección de neutrinos del interior de la Tierra (geoneutrinos). La mayor dificultad de estas mediciones es poder determinar desde donde vienen”.

Andes es uno de los pocos laboratorios subterráneos en el que se podría hacer eso por estar lejos de centrales nucleares, las cuales producen neutrinos. “Puede ser interesante medir los geoneutrinos, porque podría ayudarnos a explicar el balance térmico de la Tierra. Los neutrinos de centrales nucleares son un ‘ruido’ que tapa la señal que se busca”, explica Bertou.

Además, agrega Dib, es posible que se desarrollen proyectos de científicos latinoamericanos para estudiar la materia oscura en estas instalaciones.

A su vez, Andes podría albergar estudios de geofísica por el lugar muy particular en el cual se encuentra el túnel Agua Negra: una zona de subducción de bajo ángulo, comenta Dib. También hay interés en estudios de biología, por ejemplo, para medir el impacto de la radiación cósmica en el envejecimiento celular.

Desde Chile también se ha impulsado que Andes albergue un módulo de la iniciativa Super Nemo, destinada al estudio de la desintegración beta doble sin neutrinos y otros experimentos de medición de interacciones nucleares, señala Dib.

El detector de neutrino de laboratorio Snolab, en Canadá, está ubicado a dos mil metros bajo el suelo y es uno de los más profundos del mundo. / Snolab

Experimentos desde el sur

Su ubicación única en el sur servirá para realizar triangulaciones con instalaciones colegas del norte. Por ejemplo, un laboratorio del norte podrá medir los neutrinos de una supernova luego de atravesar uno o dos kilómetros de roca, mientras que otro en un lugar opuesto en el mundo, podrá medirlos luego de que traspasen toda la Tierra, unos 10.000 kilómetros de roca.

“Si bien estas partículas atraviesan rocas, hay efectos particulares en la materia que son muy interesantes de estudiar”, señala Bertou.

Su ubicación en el sur también permitirá saldar un largo debate sobre la materia oscura, asegura Bertou. En teoría, la materia oscura está en un halo en nuestra galaxia, con lo cual la atravesamos todo el tiempo como si fuera un viento.

Como el Sol y la Tierra giran, esos movimientos se suman o restan al supuesto “viento” de materia oscura. Los científicos quieren descartar que este “viento” en realidad no sean variaciones propias el clima terrestre, para ello será clave sumar datos desde el hemisferio sur.

El costo del túnel es de $1.000 millones USD, mientras que para realizar los laboratorios se invertirán $38 millones USD. La caverna principal tendrá 23 metros de alto, 21 metros de ancho y 50 metros de largo. Del proyecto también participan Brasil y México.

Dib explica que cuando se instalen los experimentos va a haber personal trabajando todos los días dentro de la caverna, pero luego no habrá científicos en el lugar en forma permanente. “Trabajarán en forma rutinaria en laboratorios de apoyo que están en la superficie, uno en Rodeo (Argentina) y otro en La Serena (Chile), además de algunas oficinas y bodegas en los ingresos al túnel”, comenta.

“Los gobiernos de muchos países de América Latina empiezan a reconocer la importancia de la ciencia en el desarrollo de la sociedad. Y estamos cada vez más trabajando en proyectos grandes, que un solo grupo de trabajo no podría manejar. El sentimiento de pertenencia a América Latina facilita la coordinación de actividades dentro del continente, como lo hace también el idioma común, o casi, porque los brasileños nos entienden muy bien”, apunta Bertou. 


Fuente:  scientificamerican.com