Todo listo para desplegar en el Mediterráneo un nuevo telescopio de neutrinos cósmicos

Si el tiempo lo permite, y en este caso las condiciones meteorológicas y del mar son determinantes, comienza esta semana el montaje de una nueva instalación científica en el fondo del Mediterráneo. 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 estará acabado en el 2003, pero la primera línea de sensores está 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 línea experimental de detectores del nuevo telescopio de neutrinos está a punto de entrar en el agua.El lugar elegido para Antares está a 50 kilómetros de la costa meridional francesa, cerca de Tolón, con suficiente profundidad de las aguas y un fondo arenoso y estable para anclar el extremo de cada línea. Un pequeño submarino francés, el Nautile, se utilizó para explorar la zona. De momento habrá una línea, pero dentro de tres años serán 13 las instaladas en una superficie de 300 por 300 metros y un coste total de 2.500 millones de pesetas. Después, si hay financiación, Antares se ampliará a un kilómetro cuadrado con cien cables cargados de detectores.

El objetivo que persigue un centenar de científicos e ingenieros de 14 instituciones europeas (de Francia, España, Rusia, Reino Unido y Holanda) con esta gran instalación es detectar neutrinos cósmicos, partículas elementales neutras generadas, por ejemplo, en los núcleos de galaxias activas que probablemente alojan gigantescos agujeros negros.

Hasta ahora no se han detectado neutrinos de tan alta energía -superior a un billón de electronvoltios, mientras que los neutrinos procedentes del Sol no superan el millón de electronvoltios-, y sólo se tienen datos preliminares recogidos por otro insólito telescopio, el Amanda, que se está construyendo en la Antártida.

Protones y núcleos

Pero los físicos creen que estos neutrinos deben existir, dado que protones y núcleos atómicos de ésas y aun mayores energías procedentes del cosmos han sido detectados en observatorios terrestres. El problema es que la carga eléctrica de los protones y los núcleos hace que sus trayectorias sean curvadas por los campos magnéticos que encuentren en el universo. Por el contrario, los neutrinos conservan toda su información de procedencia, y la identificación de las fuentes cósmicas que los generan es precisamente una de las bazas fuertes de Antares y del Amanda.La caza de estos neutrinos no es fácil, ya que apenas interaccionan con la materia -incluida la de los mismos detectores- y la atraviesan sin dejar apenas rastro. De ahí la elección del agua, o del hielo en el caso del Amanda. De vez en cuando, algún neutrino interacciona con la materia produciendo un muón, y esta partícula elemental genera una onda luminosa, llamada luz Cherenkov, que es visible en los enormes volúmenes 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 aún más las cosas, los físicos e ingenieros que han desarrollado este telescopio tienen que contar con sales marinas que se desintegran produciendo luz (como el potasio 40), bacterias y minúsculos animales submarinos luminiscentes que pueden engañar a los detectores. Por ello ha habido que explorar y estudiar con detenimiento la composición del agua, su transparencia, los organismos que viven en las profundidades y las corrientes en el lugar elegido.

El agua del mar actuará además como pantalla protectora del telescopio frente a la radiación cósmica que bombardea la superficie terrestre en todo momento. Pero las cosas son aún más complicadas con los neutrinos: las partículas que Antares detectará vendrán del otro lado de la Tierra, es decir, de neutrinos que habrán entrado por las antípodas y habrán atravesado todo el planeta.

Radios de detectores

Cada línea de Antares tendrá 90 detectores, colocados, tras los primeros 100 metros del fondo, en 30 racimos sujetos en 300 metros de cable. Por encima habrá 2.000 metros de agua. Todo el sistema va conectado, mediante cables, a un centro de control en la costa que recibe datos y envía instrucciones y energía al telescopio.El montaje no es fácil, requiere enorme precisión y buenas condiciones del mar. De estas operaciones se encargan buques de posición dinámica, con sistema de orientación por satélite 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 españoles que participan en el proyecto desearían que el Instituto Español de Oceanografía contase con un barco dotado de los dispositivos necesarios que pudiese utilizarse en el proyecto.

No es Antares la única instalación que persigue neutrinos cósmicos de alta energía. Además del Amanda, que tiene ya varias líneas de detectores instaladas en perforaciones en el hielo a 1.500 metros de profundidad, funciona desde hace varios años en el lago Baikal (Rusia) uno de estos telescopios, pero tiene limitaciones por la profundidad de las aguas. Quizás el más parecido a Antares sea el Dumand, un proyecto que empezó a montarse en Hawai y que se cerró por dificultades con los apoyos técnicos necesarios. De hecho, uno de los puntos fuertes de Antares es la disponibilidad en Europa de la infraestructura adecuada.