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"Vera Rubin Ridge", una elevación compuesta de una gran cantidad de óxidos de Hierro, vista por la ChemCam en Sol 1,745
Fobos saliendo de un eclipse.Sol 1730

miércoles, febrero 16, 2011

Mensajeros bajo nuestros pies

En ocasiones la forma de buscar respuestas los misterios del Cosmos no está en observar las oscuras profundidades del océano estelar, sino justo lo contrario, dirigir la mirada hacia las profundidades de nuestro propio mundo, en un entorno que parece vivir completamente aislado de todo lo que suceda en el exterior. Algo que dista mucho de ser verdad en el caso de los "fantasmales" Neutrinos.

Y es que con ese nombre se conoce a una de las partículas elementales que más se acerca a la idea que todos, aunque solo sea porque así es como se representa en la literatura, el cine y la cultura popular, podemos tener de un fantasma. Dificil de detectar, sin apenas masa, una carga eléctrica neutra y la propiedad de atravesar cualquier otro tipo de materia sin apenas interaccionar con ella. Tanto da que sea una hoja de papel como un planeta entero, simple y llanamente es como si todo fuera transparente desde su punto de vista.

Una de las fuentes de estas curiosas partículas mas intensa y cercana a nosotros es el Sol, pues son un producto de las reacciones de fisión que ocurren en su corazón...de hecho también se producen de forma artificial en las centrales nucleares, aunque, obviamente, no pueden competir con la que brilla en nuestro firmamento. Y es aquí cuando adquieren importancia, porqué representan una forma de medir directamente lo que ocurre en las profundidades de nuestra estrella, ya que así que se forman salen proyectados hacia el espacio, pues incluso los cientos de miles de Kilómetros que separan el núcleo estelar de la superficie son casi transparentes para estos invisibles viajeros. Así, mientras que los Fotones de luz tardan, a base de absorciones y emisiones, miles o cientos de miles de años en alcanzar la fotosfera y empezar su viaje hacia La Tierra, los Neutrinos apenas necesitan unos minutos para cruzar antes nuestros ojos...

...o a través de ellos, pues literalmente Miles de millones de ellos atraviesan cada segundo nuestro cuerpo sin que lo notemos.

No es necesario decir, entonces, lo importante que resulta su estudio, pues son una ventana abierta y directa al corazón del Sol y, en extensión, de las estrellas y los fenómenos mas extremos del cosmos, como las Supernovas. Pero como se puede observar algo tan extremadamente esquivo? La respuesta es que algunas, un numero ínfimo en comparación al total, ( se necesitaría una pared de plomo de un año-luz de grosor para detener la mitad de ellos) si que llegan a interaccionar con la materia, generando a su paso partículas cargadas que originan finalmente destellos luminosos.

Y es aquí donde entra lo que vemos en la fotografía superior. Uno de los aproximadamente 100 agujeros de entre 1,450 y 2,450 metros de profundidad que, desde la base Amundsen-Scott , en el Polo Sur, atraviesan la corteza helada de la Antartida. En su interior, uno de los llamados DOMs (Digital Optical Modules), sensores extremadamente sensibles diseñados para detectar cualquier rastro luminoso, por débil que sea. En el momento de tomar esta fotografía el profundo túnel estaba lleno de agua, pues se utilizó un método llamado hot water drill para perforar el hielo, pero rápidamente, y una vez se situó en su posición final, esta se congeló nuevamente, dejándolo atrapado a varios kilómetros de profundidad, sumido en una oscuridad absoluta, quesolo los destellos generados por los Neutrinos romperán esporadicamente.

Así es el IceCube Neutrino Observatory (llamado para abreviar IceCube), el mayor y más ambicioso observatorio de Neutrinos del mundo, un complejo sistema de sensores enterrados en el hielo antártico y del cual el protagonista de la fotografía superior fue el último en ser colocado en su "tumba" de hielo, a finales del año pasado. Allí, sumidos en una oscuridad total, estudiarán los Neutrinos como ningún otro ingenio había podido hacer antes, señalando sus diversas fuentes y llevándonos a conocer lo que ocurre no solo en el interior del Sol sino en fenómenos celestes cataclísmicos como las Supernovas o los aun no de todo bien explicados destellos de Rayos gamma que ocurren en las profundidades del espacio.

Cual fantasmas del mundo sub-atómico, estas partículas representan una acceso directo al origen de fenómenos celestes de todo tipo, y lo que es más importante para nosotros, una ventana directa al corazón del Sol. Pero esta, paradojicamente, solo puede abrirse bajo nuestros pies.


El último de los Digital Optical Module o DOMs inicia su camino hacia las profundidades del hielo antártico.

Esquema del IceCube, el mayor observatorio de Neutrinos del mundo y posiblemente uno de los proyectos científicos más ambiciosos de la historia. Su construcción se hizo aprovechando el ya existente AMANDA ( Antarctic Muon And Neutrino Detector Array), una versión parecida aunque de menor extensión, que terminó integrada en su sucesor.

Detección de un Neutrino. Cuando una de estas partículas interactua con la materia deja tras de si un rastro de partículas cargadas, que a su vez generan un destello de luz azulado (Radiación de Cherenkov)...cuando esto ocurre en el hielo que rodea IceCube (o anteriormente en AMANDA), los sensores (puntos verticales) captan dicho destello. Puesto que existe una diferencia de tiempo entre la primera detección y la última (En este orden: Rojo, Naranja, Amarillo, Verde, Azul y Violeta) puede saberse facilmente la trayectoria del Neutrino responsable y señalar así su posible origen.

Ice Fishing for Cosmic Neutrinos

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