Un nuevo telescopio debajo de la superficie del lago más profundo del mundo ha iniciado la búsqueda de las partículas más esquivas del Universo.
Estas diminutas partículas neutrinos, casi no tienen masa ni carga eléctrica, lo que los hace difíciles de observar.
La mayoría de los neutrinos que existen hoy se formaron durante el Big Bang, por lo que estudiarlos puede ofrecer información sobre por qué nuestro universo se ve como lo hace, así como pistas sobre fuerzas misteriosas como materia oscura.
El lago Baikal de Rusia proporciona un medio perfecto para que los científicos observen neutrinos porque estas partículas emiten luz detectable a medida que avanzan a través del agua clara. La profundidad del lago también puede proteger al detector de la radiación y la interferencia.
(Alexei KushnirenkoTASS / Getty Images)
Arriba: Lanzamiento ceremonial del telescopio detector de volumen Baikal-Gigaton (GVD), en el lago Baikal de Rusia, el 13 de marzo de 2021.
Así que a principios de este mes, un grupo internacional de científicos lanzó el Detector de volumen Baikal-Gigaton, el telescopio de neutrinos más grande del hemisferio norte. El detector ahora está sumergido entre 0,7 y 1,3 km (hasta 4.265 pies) por debajo de la superficie del lago Baikal. Mide un décimo de milla de ancho, largo y alto.
🔭El #Baikal🌊 El telescopio de neutrinos submarino profundo ‘Baikal-GVD’ se sumergió a una profundidad de 700-1300 m en el lago Baikal.
El telescopio es uno de los detectores de neutrinos 3️⃣ más grandes. #BaikalGVD permitirá realizar descubrimientos revolucionarios en #astrofísica, #cosmología Y #física. pic.twitter.com/V7tC6Z51QB
– Rusia 🇷🇺 (@Russia) 14 de marzo de 2021
Buscando ‘partículas fantasmas’
Los investigadores detrás del detector de volumen Baikal-Gigaton, o Baikal-GVD, han estado trabajando en el proyecto desde 2015.
El grupo proviene de la República Checa, Alemania, Polonia, Rusia y Eslovaquia. Según la agencia de noticias rusa TASS, el telescopio de neutrinos costó cerca de 34 millones de dólares.
Los neutrinos son las partículas más abundantes en el universo: alrededor de 10 billones de ellos pasan a través de su cuerpo cada segundo, sin que usted se entere. Pero son notoriamente difíciles de detectar porque tienden a atravesar la materia sin ser absorbidos por ella como lo son otras partículas.
De ahí el apodo “partículas fantasma“: Los neutrinos no se ven afectados por los campos magnéticos y su carga neutra significa que no interactúan con nada. También se mueven a la velocidad de la luz.
Pero cuando los neutrinos viajan rápidamente a través del agua, emiten una energía conocida como radiación de Cherenkov, que produce luz.
“Si un avión va muy rápido, más rápido que la velocidad del sonido, entonces producirá un sonido, una gran onda de choque, de una manera que un objeto más lento no lo hace. De la misma manera, una partícula que atraviesa el agua, si es ir más rápido que la velocidad de la luz en el agua, también puede producir una onda de choque de luz “, Yoshi Uchida, físico del Imperial College de Londres, previamente dicho a Insider.
Es por eso que los científicos eligieron el lago Baikal: su profundidad y agua clara maximizan su capacidad para observar estas ondas de luz.
El agua prístina significa que habrá una mayor probabilidad de que la radiación de los neutrinos golpee los módulos del detector.
Y cuanto más grande es el lago, más grande puede ser el telescopio y más neutrinos puede detectar. El lago tiene poco más de una milla de profundidad y casi 80 kilómetros de ancho.
(Alexei KushnirenkoTASS / Getty Images)
Arriba: El lugar de lanzamiento del nuevo telescopio Baikal-GVD de Rusia. Está a 3,2 kilómetros (dos millas) de la costa en el lago Baikal.
“El lago Baikal es el único lago donde se puede desplegar un telescopio de neutrinos debido a su profundidad”, dijo a la AFP Bair Shoibonov, uno de los científicos de Baikal-GVD.
“El agua dulce también es importante, la claridad del agua también. Y el hecho de que haya una capa de hielo durante dos, dos meses y medio también es muy importante”, agregó.
Se han construido otros detectores de neutrinos bajo tierra para evitar que entren partículas que no pueden atravesar la materia. La profundidad del lago y la capa de hielo actúan como una barrera similar.
El GVD se parece un pulpo gigante: Tiene ocho racimos con ocho hilos cada uno, y cada hilo está salpicado con al menos una docena de módulos de detección de luz.
Estos brazos se ondulan bajo el agua, esperando que los neutrinos choquen con ellos. Cada módulo de vidrio parece un globo transparente, como se muestra en la imagen de arriba. Hasta ahora, el GVD tiene 288 módulos.
Cada una de las ocho cuerdas de los grupos está fijada al lecho del lago mediante pesadas anclas.
Los neutrinos podrían ofrecer pistas sobre el Universo temprano
Los neutrinos pueden ayudar a los investigadores a resolver algunos de los mayores acertijos sobre los primeros días del cosmos hace 13.800 millones de años.
Un acertijo particular es que los modelos científicos del Big Bang sugieren que la materia y su contraparte, antimateria, debería haberse producido en partes iguales. Estos dos tipos de materia con carga opuesta deberían haberse destruido entre sí al entrar en contacto, dejando un Universo vacío.
Obviamente ese no fue el caso. En cambio, algo inclinó la balanza a favor de la materia. Es posible que el mismo proceso incluso creara al mismo tiempo el primo oscuro de la materia, la materia oscura.
Entonces, los científicos esperan que al estudiar los neutrinos y rastrearlos hasta sus orígenes en el espacio, puedan aprender más sobre lo que sucedió durante los primeros momentos críticos del Universo.
Sin embargo, no todos los neutrinos que detecta este telescopio proceden del Big Bang. Algunos neutrinos existentes se forman a partir de reacciones nucleares, en centrales nucleares, aceleradores de partículas o bombas nucleares, o en el Sol y otras estrellas a medida que se forman, chocan o mueren.
La observación de neutrinos que provienen de algunas de estas otras fuentes cósmicas podría mejorar la comprensión de los investigadores sobre la evolución de las estrellas y la composición interna del Sol.
El Baikal-GVD tiene solo la mitad del tamaño del detector de neutrinos más grande de la Tierra, la Observatorio de neutrinos del Polo Sur IceCube en la Antártida. Ambos utilizan el mismo tipo de módulos para detectar neutrinos.
Pero en el futuro, los científicos de Baikal-GVD esperan duplicar el tamaño del nuevo telescopio agregando más módulos.
Este artículo fue publicado originalmente por Business Insider.
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