El asombroso telescopio formado por 6.000 esferas sumergidas en el mar a una profundidad de 3,5 kilómetros.

El Telescopio Espacial Hubble capturó la primera fotografía de Los Pilares de la Creación en 1994. 28 años después, James Webb tomó la misma instantánea. Aunque ambos han servido para observar los últimos confines del universo, lo cierto es que el Webb obtuvo un mejor resultado.

Un proceso como este parece estar repitiéndose en los telescopios de neutrinos. Esta herramienta no solo será útil para comprender mejor el universo, sino que podría ayudar a resuelve el misterio de la materia oscura o el origen de los rayos cósmicos.

Sin embargo, este tipo de telescopios se diferencian a simple vista de Hubble o Webb por la sencilla razón de que, con ubicado a grandes profundidades, de 2 a 3 kilómetros de la superficie. También tiene un objeto de estudio diferente, el neutrino, considerado por los expertos como una de las partículas más escurridizas. Y no es porque sean pocas, ya que es la segunda partícula más abundante del universo. De hecho, cada segundo trillones de neutrinos producidos en el Sol atraviesan el cuerpo humano.

Una de las instalaciones pioneras en el estudio de esta partícula fue el telescopio de neutrinos ANTARES, situado frente a la costa de Toulon (Francia). Después de 16 años en funcionamiento, ANTARES lleva unos meses sin operar. El motivo no es otro que su sustitución por el detector de neutrinos ORCA.

Esto es parte del proyecto internacional KM3NeT (por sus siglas en inglés de Telescopio de neutrinos de kilómetro cúbico), qué cuenta con participación española a través del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV).

Las dimensiones del KM3NeT serán mayores que las de ANTARES. Y es que ORCA no será el único detector de neutrinos. Situado a unos 80 kilómetros de la costa de Capo Passero, en Sicilia (Italia), ha comenzado la construcción de un segundo telescopio, bajo el nombre de ARCA. Así, ambos ocuparán un kilómetro cúbico de agua —de ahí el nombre del proyecto—, suficiente para llenar hasta 400.000 piscinas olímpicas.

¿Cómo son los telescopios?

El principal objetivo con estos telescopios no será otro que detectar neutrinos superenergéticos de galaxias distantes. Para ello, el KM3NeT estará compuesto por más de 6.000 esferas, que irán unidas a cuerdas suspendidas verticalmente desde el fondo del mar.

La clave de esta construcción se encuentra precisamente en las gigantescas esferas. Cada uno de ellos tiene 31 detectores de alta sensibilidad, conocidos como tubos fotomultiplicadores. Este dispositivo de detección de fotones utiliza el efecto fotoeléctrico combinado con emisión secundaria para convertir la luz en una señal eléctrica.

Instrumento del telescopio submarino KM3NeT.

KM3NeT

Omicrón

Una vez bajo el mar las esferas estarán ancladas a unos 3,5 kilómetros, esperar los destellos de radiación que se producen cuando los neutrinos —también llamadas partículas fantasma— interactúan con el agua que las rodea.

Habrá quien piense que no tiene mucho sentido construir telescopios bajo el mar, pero hay una explicación científica detrás de esta decisión. Y es que el agua, al absorber tanta luz, nos permite conocer el origen de los neutrinos.

Una de las esferas está sumergida en las costas de Sicilia.

El mismo proceso se puede hacer con detectores perforados bajo el hielo, como ya ha demostrado el Observatorio de Neutrinos IceCube. En funcionamiento desde 2011, el IceCube tiene un detector que cubre un kilómetro cúbico enterrado a 2.000 metros bajo la superficie del Polo Sur. Este telescopio tiene sido capaz de conseguir la primera prueba de que unos neutrinos provienen del blazar TXS 0506+056.

El blazar es un tipo de galaxia de núcleo activo (AGN) que tiene un agujero negro con una masa millones de veces mayor que la del Sol, sobre el cual cae materia a gran velocidad.

El Observatorio de Neutrinos IceCube.

Omicrón

En el caso de los telescopios submarinos, el equipo optó por el mar sobre el hielo porque el agua dispersa menos luz. Sin embargo, dentro del agua, los neutrinos son capaces de moverse más rápido que la propia luz. en dicho medio.

Tanto el KM3NeT como el IceCube son tecnologías peculiares. Pero no por las partículas que estudian, ni por el lugar donde se han construido. La peculiaridad de ambos radica en su funcionamiento. Esto se basa en detectar una luz azulada, llamada luz de Cherenkov,un tipo de radiación electromagnética producida por partículas cargadas en el agua que viajan a través de ella más rápido que la luz.

¿Mejor que el James Webb?

Todavía es pronto para sacar conclusiones sobre la eficiencia de KM3NeT, en comparación con el Observatorio de Neutrinos IceCube. Según las previsiones de los investigadores, El telescopio ORCA terminará su instalación de 115 líneas de detectores en 2026mientras que ARCA —que cuenta con el mismo número de líneas detectoras— finalizará dos años después.

¿Cómo es posible, entonces, que haya publicaciones donde se asegura que el KM3NeT aportará más información sobre el cosmos que el James Webb? Desde el propio proyecto incluso reconocen que uno de sus telescopios, el ARCA, será capaz de mapear el 87% del cieloincluyendo el centro galáctico de la Vía Láctea.

Representación del telescopio submarino KM3NeT.

KM3NeT

Omicrón

Mientras tanto, los expertos siguen debatiendo sobre el origen del neutrino, a pesar de los avances que ya ha logrado el IceCube. Él Las explosiones de supernovas, los centros activos de las galaxias o los estallidos de rayos gamma son algunas de las hipótesis que se han planteado.

Por su parte, el profesor de investigación CSIC en el IFIC Juan José Hernández Rey asegura que “los los neutrinos son muy interesantes para estudiar el cosmosHernández conoce bien los neutrinos ya que participa desde 2015 en el proyecto KM3NeT, liderado por el IFIC en España. “A diferencia de los fotones o los rayos cósmicos, el neutrino recorre distancias ondas intergalácticas sin ser absorbidas ni desviadas”, explicó el catedrático en la reunión que reunió a un centenar de científicos para preparar el telescopio de neutrinos más grande del mundo.

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