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Tres universidades españolas participan en el telescopio de neutrinos KM3NeT

La UPV, la Universidad de Valencia y la Politécnica de Cataluña intervienen en un proyecto internacional


La Universitat Politècnica de València (UPV), la Universidad de Valencia y la Politécnica de Cataluña están participando en la construcción de KM3NeT, el mayor telescopio de neutrinos del mundo. Se trata de un proyecto internacional, que pretende detectar los neutrinos que atraviesan el mar en las costas de Italia y Francia. Por Carlos Gómez Abajo.


Carlos Gómez Abajo
Carlos Gómez Abajo, redactor de Tendencias21, es máster en periodismo (El País-UAM), Experto en... Saber más del autor


Miguel Ardid, de la UPV. Fuente: UPV.
Miguel Ardid, de la UPV. Fuente: UPV.
La Universitat Politècnica de València (UPV), la Universidad de Valencia y la Politécnica de Cataluña (UPC) están participando en la construcción de KM3NeT, el mayor telescopio de neutrinos del mundo.

En concreto, la UPV, cuya doctoranda María Saldaña Coscollar estuvo presente a principios de mes en el despliegue y control de instalación de la primera línea de detección de KM3NeT frente a las costas de Capo Passero (cerca de Sicilia, Italia), ha desarrollado sus emisores acústicos junto a la empresa valenciana MSM (Mediterráneo Señales Marítimas), dedicada principalmente al diseño y fabricación de equipamiento para la navegación marítima y fluvial.

KM3NeT es un proyecto fruto de la cooperación internacional de más de 200 científicos de 40 instituciones y 10 países. Por lo que se refiere a España, junto a la UPV, están también presentes el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, Universidad de Valencia-CSIC) y la Universitat Politècnica de Catalunya.

La UPV participa a través del Grupo de investigación en acústica para la detección de astropartículas -liderado por el profesor Miguel Ardid y perteneciente al Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de las zonas Costeras del campus de Gandía-. Desde sus instalaciones, los investigadores han trabajado en el diseño del sistema de posicionamiento acústico, necesario para poder monitorizar la posición de los módulos ópticos en las profundidades del mar con el fin de reconstruir las trayectorias de los neutrinos con una precisión angular inferior a un grado.

El grupo Antares-KM3NeT del IFIC ha trabajado en el diseño de la tarjeta electrónica principal de los módulos ópticos (Control Logic Board), y en los dispositivos utilizados para la calibración temporal del detector mediante balizas ópticas (nanobeacons), un sistema fundamental para reconstruir las trayectorias de los neutrinos con una precisión del orden del nanosegundo.

Por su parte, el Laboratorio de Aplicaciones Bioacústicas de la UPC participará en el proyecto con el estudio del impacto de la contaminación acústica en el medio marino. Por otro lado, el LAB contribuye con tecnología propia que sirve para identificar los sonidos conocidos que se producen en el fondo marino y discriminarlos de los sonidos que son de origen desconocido. De estos últimos, el LAB ha ayudado a detectar cuales son las fuentes acústicas producidas por los neutrinos cuando llegan al fondo del mar.

Fuente: Universidad de Valencia.
Fuente: Universidad de Valencia.
'Mensajeros'

Tal y como explica el profesor Ardid, en la nota de prensa de la UPV, los neutrinos son las partículas elementales más elusivas, capaces de llegar de los confines del universo y atravesar el planeta Tierra inalteradas. Su detección no es sencilla y requiere de un volumen instrumental enorme.

El telescopio KM3NeT ocupará más de un kilómetro cúbico marino con centenares de líneas de detección, como la recientemente instalada, para captar la débil señal lumínica generada por el neutrino en la oscuridad abisal.

La detección de neutrinos permitirá, por un lado, complementar los telescopios convencionales y estudiar los múltiples fenómenos del universo a través de estos "mensajeros", y por otro, estudiar las propiedades fundamentales de estas partículas, cruciales para entender las teorías físicas más modernas.

"La instalación de esta primera línea", señala Ardid, "constituye un paso decisivo para KM3NeT, no sólo por suponer el inicio de su construcción, sino también porque demuestra la viabilidad de la tecnología desarrollada tras una década de investigación. Además, por su peculiar ubicación, KM3NeT servirá a su vez para alojar experimentos de ciencias del mar y la tierra".

Primera línea

Cada línea de detección, informa el IFIC en una nota, se sumerge a 3.000 metros en las profundidades del mar, y contiene módulos ópticos con fotomultiplicadores que detectan las huellas de los neutrinos de alta energía que interaccionan en sus aguas.

Cada línea de detección de KM3NeT, de unos 700 metros de longitud, contiene 18 módulos ópticos digitales, cada uno de los cuales alberga 31 fotomultiplicadores que detectan la luz Cherenkov producida tras la interacción de neutrinos de alta energía.

El despliegue de la línea se realizó desde el buque Ambrosius Tide y transcurrió sin incidentes. Una vez la línea llegó al fondo del mar, un submarino robótico, controlado desde el barco, conectó a ella el cable de 100 kilómetros de longitud que permite su alimentación y la transmisión de datos. Unos minutos después de la conexión, los primeros datos fueron tomados con éxito.

Internacional

La idea de construir los módulos ópticos con muchos fotomultiplicadores pequeños, denominados multi-PMT, en lugar de usar módulos con un fotomultiplicador único, es una de las principales innovaciones del nuevo proyecto con respecto a experimentos anteriores como Antares (ubicado también en el Mediterráneo) o IceCube (en el polo sur). Los módulos multi-PMT de KM3NeT ofrecen mejores prestaciones y relación coste-eficiencia.

En poco más de un año se instalarán un total de 31 líneas de detección: 24 en Capo Passero y 7 cerca de Tolón, en la costa francesa. Esta primera fase es el primer tramo del camino para tener dos detectores mayores: KM3NeT-ARCA, en el sitio italiano, con un total de 230 líneas en un volumen de un kilómetro cúbico y optimizado para la búsqueda de fuentes astrofísicas que producen estos neutrinos de alta energía, y KM3NeT-ORCA, en la costa francesa, con 115 líneas en una configuración mucho más densa (un detector de 6 megatoneladas) para medir la jerarquía de masas entre los tres tipos de neutrinos que hay y detectar materia oscura, que forma más de un cuarto del universo pero aún no ha sido detectada.

Por todo ello, KM3NeT aumentará el potencial científico de su predecesor, Antares, proyecto que también cuenta con la participación de la UPV y entre cuyos resultados destacan el desarrollo del mapa del cielo del hemisferio sur a partir de neutrinos, el establecimiento de límites para detectar materia oscura y el estudio de sucesos astrofísicos catastróficos.

Lunes, 28 de Diciembre 2015
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