La construcción de los gigantescos detectores del experimento Dune comienza este lunes en una antigua mina de oro en Lead, Dakota del Sur. Ubicadas a una milla bajo tierra, las instalaciones albergarán 70.000 toneladas de argón líquido para estudiar partículas fantasma y resolver por qué existe la materia.
Durante más de un siglo, el pueblo minero de Lead, en las Colinas Negras de Dakota del Sur, atrajo a trabajadores en busca de oro. Ahora, ese mismo entorno subterráneo se prepara para una búsqueda de distinta naturaleza: desentrañar los misterios más profundos del universo mediante el Deep Underground Neutrino Experiment, conocido como Dune.
La construcción del proyecto arranca este lunes, cuando los ingenieros comiencen a ensamblar cuatro detectores gigantes dentro de cavernas excavadas a una milla de profundidad. Una vez operativos, los equipos registrarán destellos de luz y cargas eléctricas generados cuando las partículas elementales atraviesen el dispositivo.
Una mina convertida en laboratorio subterráneo para la ciencia
La transformación de la mina Homestake refleja un cambio radical en el propósito del sitio. El yacimiento cerró sus puertas en 2001. Gracias a una planificación con visión de futuro, el complejo dio paso al Sanford Underground Research Facility (SURF).
La profundidad de las instalaciones ofrece a los investigadores un escudo natural contra la radiación cósmica de fondo que interfiere con los instrumentos sensibles. Esta ventaja ya permitió que el laboratorio albergue el experimento Lux-Zeplin, el cual reportó la primera detección potencial de materia oscura el mes pasado.
Para la comunidad local, el proyecto revitaliza la economía y la identidad regional. Hemos pasado de extraer oro de la Tierra a ayudar a los científicos a explorar el universo
, afirmó Robin Lucero, administrador de la ciudad de Lead, cuya familia ha vivido en la zona durante generaciones.
Ingeniería colosal y neutrinos enviados a través de la corteza terrestre
A diferencia de los detectores pioneros construidos en el mismo lugar durante la década de 1960 por el físico Ray Davis, la escala de Dune es monumental. Los cuatro instrumentos emplearán más de 4.000 toneladas de acero, se alzarán hasta cinco pisos de altura y contendrán un total de 70.000 toneladas de argón líquido enfriado a -200 °C.
Esto es una operación de ingeniería de alta resistencia. Es como construir un barco bajo tierra.
Prof David Newbold, portavoz de Dune y representante del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido, vía The Guardian
Una vez en marcha, Dune analizará un haz intenso de neutrinos enviado desde Fermilab, cerca de Chicago, a través de 800 millas de roca y manto terrestre. La mayoría de las partículas atravesarán la materia sin interactuar, pero algunas chocarán contra un átomo de argón, produciendo una señal eléctrica reveladora.
Por qué los científicos buscan respuestas en partículas que apenas interactúan
Los neutrinos figuran entre las partículas de materia más abundantes del cosmos, superadas únicamente por los fotones. A pesar de su enorme cantidad —alrededor de un billón atraviesa el cuerpo humano cada segundo sin ser notados—, su naturaleza desconcierta a los físicos debido a su falta de carga eléctrica y su escasa interacción con el entorno.
Estas partículas oscilan y cambian de variedad a medida que viajan por el espacio. Es un comportamiento muy extraño. Es como si te lanzo una manzana y se convierte en plátano
, explicó Dr Kate Shaw, física experimental de partículas de la Universidad de Sussex.
Es un momento súper emocionante para trabajar en esto. Los neutrinos todavía no tienen sentido y podrían abrir una puerta a una nueva física.
Shaw, vía The Guardian
Los investigadores esperan que el proyecto aclare cuál tipo de neutrino posee mayor masa y cuál es el más ligero, lo que podría descubrir nuevas fuerzas fundamentales de la naturaleza. Asimismo, el experimento buscará diferencias sutiles entre los neutrinos y sus contrapartes de antimateria para resolver el gran enigma de por qué el universo está compuesto de materia.
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