A la caza de neutrinos

El catedrático Sergio Navas./
El catedrático Sergio Navas.

El proyecto del catedrático Sergio Navas obtiene la ayuda del Gobierno más elevada entre los 8,3 millones otorgados a la UGR

ANDREA G. PARRAGranada

A la caza de los neutrinos. Estas partículas son de las más deseadas por los investigadores y el grupo del catedrático Sergio Navas, departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada (UGR), ha conseguido 338.000 euros para un proyecto que lleva por título 'Física fundamental y astronomía multimensajero con telescopios de neutrinos en la UGR'. Es el que ha logrado la mayor financiación de la UGR en el plan nacional de investigación. También participan investigadores del departamento de Arquitectura y Tecnología de Computadores de la Universidad granadina y el proyecto está coordinado con el Instituto de Física Corpuscular de Valencia, Universidad Politécnica de Valencia e Instituto Español de Oceanografía.

El profesor Navas explica que los neutrinos son las partículas elementales más abundantes en el Universo. Unos 600 billones -hagan cuentas- atraviesan nuestro cuerpo cada segundo sin que tengamos conciencia de su presencia. No tienen apenas masa, viajan a la velocidad de la luz y pueden atravesar la Tierra entera sin interaccionar. Se las conoce como 'partículas fantasma'.

Esos elementos, que son tan difícil de cazar y tanto esfuerzo dedican los científicos a estudiar, juegan un papel esencial para los humanos: sin neutrinos las estrellas no brillarían; sin neutrinos en el Universo no habría átomos más complejos que el hidrógeno; los neutrinos ofrecen información sobre las leyes fundamentales de la Naturaleza y la evolución del Universo.

El proyecto de la UGR tendrá un impacto científico, económico y a nivel técnico

El investigador, que ha conseguido el proyecto con mayor financiación en la UGR en esta convocatoria, destaca que los neutrinos son complicados de estudiar porque son difíciles de 'cazar' al no interaccionar apenas con la materia. Hace falta un muro de plomo de un año luz de espesor para detener a un neutrino. Esto les convierte en 'mensajeros del espacio' ideales pues cuando conseguimos cazar uno, nos proporciona información sin adulterar del lugar, muy muy lejano, donde fue creado.

Con el proyecto aprobado, Navas es uno de los investigadores de su área más altamente citados a nivel nacional e internacional, van a estudiar estas partículas que provienen de fuentes cósmicas (extraterrestres) y que «conseguimos detectar en la Tierra usando unos telescopios (dispositivos que ocupan volúmenes enormes) instalados bajo el mar Mediterráneo a una profundidad de unos 2.500 metros». El proyecto pivota sobre el desarrollo de ciencia básica donde se combina una parte de investigación basada en análisis de datos (software) con otra parte basada en actividades en laboratorio (hardware) para el diseño y cualificación del equipamiento científico que formará parte de la infraestructura del telescopio.

Estos telescopios también son denominados 'raros'. Su funcionamiento se basa en detectar una luz azulada (denominada luz Cherenkov) que se emite cuando un neutrino interacciona cerca del detector y produce otras partículas. Los telescopios de neutrinos consisten en una red de cientos o miles de detectores de luz encapsulados en esferas de cristal de tamaño de un balón e instalados en el fondo del mar. Actualmente existen dos proyectos en el mar Mediterráneo dedicados a buscar neutrinos cósmicos: Antares y KM3NeT, en los que participan investigadores de la Universidad granadina.

Los tres objetivos principales del proyecto aprobado al equipo de Navas se centrará en dilucidar el llamado ordenamiento de masas de los neutrinos, una de las grandes incógnitas que queda por resolver en Física de Partículas. «Existen tres tipos ('familias') de neutrinos diferentes y actualmente no conocemos cómo se ordenan en masa, es decir, cuál es el más ligero y cuál el más pesado. Este orden tiene implicaciones cruciales en muchos campos de la física, especialmente en física teórica, y su valor determinará las características que deberán tener los experimentos de neutrinos de próxima generación», dice.

Otra línea es investigar uno de los grandes retos de la Física actual: la búsqueda de materia oscura. «Sabemos que la materia oscura constituye el 80% de la materia del universo, pero no está hecha de ningún tipo de partícula que conozcamos. Precisamente porque no sabemos de qué está constituida, necesitamos abordar la búsqueda con diversas técnicas experimentales, y los telescopios de neutrinos ofrecen ventajas como su enorme tamaño: una Giga tonelada de agua de volumen de detección. Las fuentes más prometedoras para la búsqueda de materia oscura son el Centro Galáctico y el Sol. Una evidencia experimental de la existencia de materia oscura observada por KM3NeT significaría un avance incontestable en la comprensión de la composición del Universo».

La tercera tarea es contribuir en la construcción del telescopio KM3NeT, en la parte técnica. «Mediremos en nuestro laboratorio las prestaciones de los sistemas de calibración temporal y distribución de datos en grandes redes. Continuaremos con el desarrollo de la tecnología denominada 'White Rabbit' de calibración temporal que está experimentando una rápida expansión dado el incremento en complejidad y exigencia de muchos experimentos que lo usan actualmente».

El proyecto en el que el investigador principal es Sergio Navas tendrá impacto no sólo a nivel científico (los resultados se publicarán en revistas científicas especializadas de alto impacto y se presentarán en reuniones científicas internacionales) también a nivel técnico (desarrollando la tecnología 'White Rabbit' de calibración temporal empleada en muchos experimentos) y económico (adquisición de material de laboratorio y para la construcción del telescopio, a empresas especializadas en este sector tecnológico).