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FRANCIS HALZEN | Director del telescopio de hielo en la Antártida

“Con el IceCube vemos las estrellas no en luz sino en neutrinos”

El físico teórico dirige un detector de hielo ultrapuro a 800 metros del polo Sur

Francis Halzen, director del telescopio de neutrinos IceCube.
Francis Halzen, director del telescopio de neutrinos IceCube.

Francis Halzen dirige el más extraño telescopio que uno casi pueda imaginar: es un kilómetro cúbico de hielo ultrapuro de la Antártida, a 800 metros de distancia del mismísimo polo Sur. En el hielo profundo están atrapadas 86 líneas de un kilómetro de largo, con 60 sensores de luz cada una, como cuentas de un collar, y forman un enorme y único detector de neutrinos. Se llama IceCube y fue idea de este físico teórico que empujó el proyecto desde el inicio y que es plenamente operativo desde hace un año y medio. “El IceCube es como un ojo con el que puedes ver las estrellas en neutrinos, en lugar de verlas en luz”, explica este científico de la Universidad de Wisconsin, en Madison (EE UU). “Los astrónomos, cuando miran el cielo en diferentes colores de luz ven cosas distintas, y este telescopio de neutrinos toma imágenes del cielo que nunca se han tomado antes”, añade. Halzen, estadounidense de 68 años, impartió ayer una conferencia en Madrid, en la Fundación BBVA sobre esa insólita cacería de neutrinos cósmicos, procedentes de fuentes lejanas desconocidas, con el telescopio de hielo ubicado en uno de los lugares más inhóspitos del planeta.

 Francis Halzen, director del telescopio de neutrinos IceCube.
Francis Halzen, director del telescopio de neutrinos IceCube. EL PAÍS

Pregunta. ¿Cómo funciona el IceCube?

Respuesta. Los neutrinos apenas interactúan con la materia, pero de vez en cuando uno choca con un átomo y provoca una especie de explosión nuclear que produce partículas cargadas, que viajan por el hielo transparente, emitiendo luz azul, y eso es lo que vemos con los sensores.

P. ¿Por qué en el polo Sur?

R. Es que allí mismo hay una estación científica, la Amundsen-Scott, de Fundación Americana para la Ciencia, con instalaciones, laboratorios y residencia. El IceCube fue una idea loca: se trataba de construir un detector de un kilómetro cúbico de material con cuyos átomos interaccionasen de vez en cuando los neutrinos y pensamos en agua, pero luego surgió la idea del hielo. Necesitábamos una capa helada de tres kilómetros: uno y medio de profundidad hasta el detector, que mide un kilómetro, y otros 500 metros debajo, hasta la roca. Ese hielo en el polo Sur es nieve compactada de hace 100.000 años, y es totalmente transparente, la luz viaja por él cientos de metros.

P. ¿Cómo se construyó?

R. Hubo que hacer 86 perforaciones de 2,5 kilómetros de profundidad fundiendo el agua y en el último kilómetro de cada una, con el agua líquida, se colocaba una fila de 60 sensores de luz que se quedaban atrapados inmediatamente, en cuando se congelaba de nuevo el agua. En total, el kilómetro cúbico es una gigatonelada de hielo.

P. ¿Cuánto ha costado?

“Fue una idea loca, necesitábamos una capa helada de tres kilómetros”

R. Unos cien millones de dólares [77 millones de euros] en diez años: 60 millones de detector y 40 de infraestructuras, construcción y personal. Es mucho más barato que un detector del CERN. En cuanto a gente, somos unos 300, incluido un centenar en Wisconsin, donde se desarrolló y construyó detector. En el proyecto participan expertos de 38 universidades y laboratorios de una decena de países.

P. ¿Qué fue más difícil: convencer a los políticos para que dieran luz verde al proyecto y el dinero, o construir el IceCube?

R. Mucho más difícil ha sido construirlo, aunque no fue fácil convencer a los políticos. A veces en ciencia se tiene demasiado miedo a hacer cosas arriesgadas y eso no es bueno.

P. Hay otros detectores de neutrinos en el mundo. ¿Por qué este es especial?

R. Porque es mucho más grande, y cuanto más grande, más neutrinos detectas. Otros telescopios se centran más en obtener muchos detalles de los neutrinos que ven, pero nosotros lo que queremos es ver más cantidad.

“Hubo que hacer 86 perforaciones  y costó 77 millones de euros”

P. ¿Y cual es su objetivo?

R. Queremos ver neutrinos procedentes de fuentes lejanas en el universo y captamos solo dos o tres de estas partículas por año, así que si lo hubiéramos hecho diez veces más pequeño, tardaríamos mil años en captar un solo neutrino de este tipo.

P. ¿Qué neutrinos son esos?

R. Sabemos que hay fuentes en el universo que producen partículas muy energéticas, rayos cósmicos que emiten neutrinos, pero nadie sabe qué los origina. Nuestro objetivo número uno es dar con las fuentes de esos rayos cósmicos a través de los neutrinos. Claro que nos interesa mucho también todo lo que sea inesperado. Pero tenga en cuenta que los rayos cósmicos se descubrieron hace ahora cien años y que conocemos muchos detalles de ellos, excepto su origen. En IceCube Tenemos ya un par de detecciones que pueden ser estos neutrinos cósmicos.

“No fue fácil convencer a los políticos. Hay miedo a arriesgarse”

P. Se produjeron neutrinos también en el Big Bang.

R. Sí, sin duda, pero no sabemos cómo captarlos. Está más allá de nuestras posibilidades actuales porque tienen una energía demasiado baja y malamente interaccionan con nada.

P. Los que ve el IceCube son, entonces, muy energéticos.

R. Si. Imagínese que la energía del acelerador LHC, junto a Ginebra, es 7 de teraelectronvoltios (TeV) y puede producir neutrinos de 5 TeV. Pues bien, nosotros captamos neutrinos de miles de TeV de energía, que no sabemos de dónde vienen.

P. ¿Los neutrinos que interactúan con el hielo de la Antártida vienen de todas las direcciones, incluso atravesando la Tierra desde el polo Norte?

R. Sí, los captamos desde todas las orientaciones.

“No he estado en la Antártida. Soy el jefe y tengo que dar ejemplo”

P. ¿Ha estado usted en la Antártida?

R. No, lo más cerca que he estado es Nueva Zelanda, desde donde se hace la logística. En la base Amundsen-Scott hay varios grandes proyectos en marcha y la cantidad de gente que se puede movilizar es limitada.

P. ¿Y el jefe no es imprescindible allí mismo?

R. No. Y yo tengo que dar ejemplo, porque todo el mundo quiere ir a la Antártida. La construcción estaba organizada como un ballet, todo sincronizado, de manera que uno lleva los equipos, hace su trabajo y se va. Podíamos tener como máximo en el polo Sur 50 personas, de ellas 40 para hacer las perforaciones, y solo se podía trabajar en diciembre y enero, porque el resto del año hace allí demasiado frío.

P. ¿Cuánta gente está en la Antártida ahora, para la operación del IceCube?

R. Solo dos personas para vigilar los ordenadores, los equipos... Los datos van del detector a la base, donde un centro de computación hace el primer análisis y los datos interesantes se envían vía satélite a la Universidad de Wisconsin, donde se analizan. Por cierto, una de las dos personas que están allí ahora acabando el turno es un físico español, Carlos Pobes, de la Universidad de Zaragoza.