La búsqueda de partículas fantasma: construcción de un telescopio de neutrinos en los Andes

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Durante décadas, los físicos han perseguido las partículas más esquivas del universo: los neutrinos. Estas “partículas fantasma” rara vez interactúan con la materia, lo que las hace increíblemente difíciles de detectar, pero contienen pistas sobre los acontecimientos más violentos del cosmos. Ahora, un equipo liderado por Carlos Argüelles-Delgado está llevando la caza a un lugar sin precedentes: los escarpados e imponentes cañones de los Andes peruanos. Su proyecto, el Observatorio Montañoso Tau Air-shower (TAMBO), tiene como objetivo capturar neutrinos de energía ultraalta que se deslizan por el borde de la Tierra, revelando potencialmente secretos sobre los agujeros negros, el universo primitivo e incluso la gravedad cuántica.

El desafío de detectar lo invisible

Los neutrinos son partículas fundamentales producidas en reacciones nucleares, incluidas las del interior de las estrellas y durante las explosiones de supernovas. Fluyen a través de todo (nuestros cuerpos, la Tierra, incluso los escudos de plomo) casi sin detenerse. Detectarlos requiere detectores masivos, como el Observatorio de Neutrinos IceCube en el Polo Sur o el KM3NeT en el Mediterráneo, que utilizan grandes volúmenes de hielo o agua para captar las raras interacciones. Sin embargo, estos experimentos tienen limitaciones.

El año pasado, KM3NeT detectó un neutrino con una energía tan alta que parecía “imposible” dadas las teorías existentes. Este hallazgo subrayó la necesidad de nuevos enfoques. El desafío no es sólo construir detectores más grandes; se trata de encontrar la ubicación correcta para maximizar la probabilidad de detección.

¿Por qué Perú? Un Cañón Diseñado por la Naturaleza

El equipo de Argüelles-Delgado se dio cuenta de que ciertos cañones estrechos y profundos de los Andes podrían actuar como detectores naturales de neutrinos. Estas formaciones ofrecen dos ventajas clave: protección contra el ruido cósmico no deseado (como partículas cargadas perdidas) y un entorno que mejora las interacciones de los neutrinos. La idea es que los neutrinos de energía ultraalta, a diferencia de sus homólogos de menor energía, tienen posibilidades de interactuar dentro de la roca de la montaña, produciendo lluvias detectables de partículas secundarias.

La búsqueda los llevó a valles de aproximadamente cuatro kilómetros de profundidad y de tres a cinco kilómetros de ancho. Google Maps reveló sólo un puñado de lugares de este tipo en todo el mundo, principalmente en el Himalaya y los Andes. Actualmente, el equipo está explorando sitios potenciales en Perú, luchando contra obstáculos logísticos como deslizamientos de tierra, clima extremo e incluso cóndores construyendo nidos en el equipo.

Cómo funcionará TAMBO: una montaña como lente

TAMBO desplegará miles de detectores planos a lo largo de las paredes del cañón. Cuando un neutrino de energía ultraalta choca contra la montaña, produce una cascada de partículas que salen de la pared rocosa. Estas lluvias se extenderán por el área del detector, lo que permitirá a los científicos determinar con precisión la dirección y la energía del neutrino. La escala es inmensa: 5.000 detectores, comenzando con un proyecto piloto de 100, previsto para principios de la década de 2030.

El objetivo no es sólo detectar más neutrinos sino encontrar evidencia de neutrinos cosmogénicos: partículas hipotéticas creadas cuando los rayos cósmicos de energía ultra alta chocan con la radiación sobrante del Big Bang. Si se detectan, estos neutrinos confirmarían una teoría de larga data y abrirían una ventana a los primeros momentos del universo.

Más allá de la física: respetar las comunidades locales

El éxito del proyecto depende de algo más que el rigor científico. Argüelles-Delgado enfatiza la importancia del compromiso ético con las comunidades locales, extrayendo lecciones de proyectos de telescopios anteriores (como el Telescopio de Treinta Metros en Hawaii) donde se ignoraron las preocupaciones indígenas. El equipo está trabajando con antropólogos para garantizar que el proyecto beneficie a los agricultores locales y a los trabajadores del turismo, respetando la herencia inca de la región. El nombre “TAMBO”, palabra quechua que significa “posada”, es un guiño deliberado a la historia de la tierra como lugar de descanso de los mensajeros.

“A veces, los astrónomos piensan que vienen a un lugar y traen el conocimiento consigo. Pero nuestra ‘ciencia occidental’ es sólo una forma de atender al universo. Hay que respetar el conocimiento local y las diferentes formas de hacer las cosas”.

El proyecto Andes no se trata sólo de construir un telescopio. Se trata de unir culturas, respetar tierras antiguas y abrir una nueva frontera en la física. Si tiene éxito, TAMBO podría redefinir nuestra comprensión de los fenómenos más energéticos del universo.