El observatorio astrofísico más grande del mundo

MALARGUE, Mendoza.- La silueta de la Cordillera se recorta a lo lejos contra el cielo, pero la camioneta que transporta a la reducida comitiva compuesta por Alberto Etchegoyen y Ernesto Maqueda, de la Comisión Nacional de Energía Atómica (Conea); Tulio Del Bono, secretario de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva; Eduardo Charreau, presidente del Conicet; Beatriz García, astrónoma de la Universidad Tecnológica Nacional de Mendoza, y La Nacion se desliza por una planicie que parece prolongarse sin límite.

Estamos en Pampa Amarilla, una meseta pedregosa que alberga el experimento astrofísico más grande del mundo: el Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger, que se extenderá sobre 3000 kilómetros cuadrados, esto es, quince veces la superficie de la ciudad de Buenos Aires.

"Las dimensiones de este proyecto y los desafíos técnicos que plantea son difíciles de imaginar", comenta Etchegoyen, físico graduado en la UBA y doctorado en Oxford, investigador del Conicet y director del observatorio, un emprendimiento científico que reúne alrededor de 250 científicos de más de 30 instituciones y 15 países, y cuyo costo total rondará los 50 millones de dólares.

El Proyecto Pierre Auger intenta resolver uno de los más desconcertantes misterios de la astrofísica: los rayos cósmicos de alta energía, que son las partículas más veloces del universo y poseen una energía cien millones de veces superior a todo lo conocido.

Los científicos no sólo ignoran de qué tipo de partículas se trata; también desconocen su lugar de origen y el mecanismo capaz de impartirles semejantes velocidades, explican en un artículo de Ciencia Hoy ( http: //www.ciencia-hoy .retina.ar/hoy 71/index. htm ) Ingomar Allekotte, jefe de detectores de superficie del observatorio, y Diego Harari, de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Se trata de enigmas que desafían todas las previsiones.

"Con los rayos cósmicos ocurre al revés de lo que sucede con la materia oscura -explica Etchegoyen-: según nuestros modelos del universo, la materia oscura debería existir, pero no logramos detectarla; en cambio, en los últimos cincuenta años se han detectado unos veinte impactos de rayos cósmicos, pero de acuerdo con la teoría no deberían existir. Si este experimento tiene éxito, sus hallazgos probablemente revolucionarán todo lo que hoy sabemos de física."

Origen: desconocido

Uno de los misterios que atormentan a los investigadores es la procedencia de esta fauna subatómica. Algunas evidencias sugieren que la incubadora se encontraría en nuestra propia galaxia, en gigantescas explosiones de estrellas que ocurren, en promedio, una vez cada cincuenta años. Otras hipótesis plantean que serían no sólo extraterrestres, sino extragalácticas. También hay quienes proponen que son producto de procesos ocurridos en la infancia del universo, cuando era infinitamente denso y caliente, poco después del Big Bang.

Según los cálculos, es casi imposible que criaturas de semejantes características lleguen a la Tierra. "Y sin embargo llegan -escriben Allekotte y Harari-. Simplemente, hacen falta más datos para decidir si alguna de estas conjeturas es la correcta o si la respuesta al enigma es algo totalmente inesperado."

Alrededor de 10.000 partículas bombardean por segundo cada metro cuadrado de las capas superiores de la atmósfera, pero las de mayor velocidad y energía son una rareza: por siglo, sólo entre una y tres impactan en cada kilómetro cuadrado de la superficie terrestre, lo que las hace muy difíciles de detectar. Por eso se hizo imprescindible construir un detector ciclópeo, que permitiera reunir más registros en menos tiempo.

La idea nació en 1991, a instancias del premio Nobel James Cronin, y del director del Observatorio de Rayos Cósmicos de Leeds, Alan Watson. El diseño se completó en 1995, con apoyo de la Unesco. Se calcula que en 20 años permitirá registrar una estadística suficiente como para resolver el problema.

Una obra monumental

Para reducir el riesgo de error, el Observatorio Pierre Auger es un híbrido . Registra las lluvias de rayos cósmicos de dos formas: por medio de detectores de superficie y con observatorios ópticos.

Los detectores son 1600 tanques de polietileno, recubiertos en su interior con plástico laminado negro, que contienen 12 toneladas de agua hiperpura. Cada uno se ubica a un kilómetro y medio de distancia de los otros, dispuestos en un arreglo de triángulo equilátero. También contienen tres fototubos capaces de detectar la tenue luz (radiación Cherenkov) que produce la interacción entre las partículas cargadas y las moléculas de agua.

"Se puede calcular la energía y la dirección del rayo -explica Etchegoyen- reconstruyendo el momento en que se dispara cada uno de los tanques."

En los observatorios, espejos esféricos de aluminio permiten registrar el brillo ultravioleta de las partículas al interactuar con la atmósfera. "Es como detectar una bombita de cuatro watts viajando a la velocidad de la luz a 10 km de distancia", ejemplifica Johnny Kleinfeller, físico del Centro Nuclear de Karlsruhe, encargado de armar los observatorios, que serán operados íntegramente desde el centro de comando del experimento, en Malargüe, mediante un simple click del mouse de la computadora. "Incluso podremos cambiar la dirección de los espejos, o abrir y cerrar las claraboyas a distancia", ilustra Kleinfeller.

Los dispositivos hablan entre sí y se comunican con la antena de 40 metros de la estación central por telefonía celular. Desde allí, los datos se envían por Internet al Centro Atómico Constituyentes, en Buenos Aires, donde se almacenarán durante 20 años a disposición de la colaboración internacional.

"En 2000 detectamos los primeros rayos cósmicos -explica Etchegoyen-. Hoy día estamos registrando dos por hora y ya pudimos comprobar que las variables de diseño del experimento funcionan perfectamente de acuerdo con lo planeado."

Y más adelante agrega: "Para ser sede de este proyecto, la Argentina debió competir con Sudáfrica y Australia. Ofrecimos esta extensa planicie, a 1200 metros de altura, pero también el know-how científico-tecnológico que hoy nos permite construir tanques y recubrimientos interiores, con el más alto estándar de eficiencia. Por otro lado, dada su envergadura, esto pone la ciencia local en las fronteras del conocimiento".