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Colaboración DUNE
El
detector de neutrinos de argón líquido más grande del mundo acaba de grabar sus
primeras pistas de partículas, lo que indica el comienzo de un nuevo capítulo
en la historia del experimento internacional de neutrinos
subterráneos profundos
La
misión científica de DUNE (Deep UNderground NEutrino) está dedicada a desbloquear los misterios de
los neutrinos, las partículas de materia más abundantes en el
universo.
Los científicos de la colaboración DUNE piensan que los
neutrinos pueden ayudar a responder una de las preguntas más apremiantes en
física: por qué vivimos en un universo dominado por la materia.
En otras
palabras, por qué estamos aquí en absoluto.
El
enorme detector ProtoDUNE - del
tamaño de una casa de tres pisos y la forma de un cubo gigantesco - fue
construido en el CERN, el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, como el
primero de dos prototipos de lo que será un detector mucho más grande para el
proyecto DUNE, organizado por el Fermi National Accelerator Laboratory del
Departamento de Energía de EE. UU. en los Estados Unidos.
Cuando los
primeros módulos detectores de DUNE registren datos en 2026, cada uno de ellos
será 20 veces más grande que estos prototipos. Habrá cuatro módulos en
total.
Es la
primera vez que el CERN está invirtiendo en el desarrollo de infraestructura y
detectores para un proyecto de física de partículas en los Estados Unidos.
El
primer detector ProtoDUNE tomó dos años para construirse y ocho semanas para
llenar con 800 toneladas de argón líquido, que debe mantenerse a temperaturas
inferiores a menos 300 grados Fahrenheit.
El detector registra rastros de
partículas en ese argón, tanto de los rayos cósmicos como de un haz creado en
el complejo acelerador del CERN.
Ahora que se han visto las primeras
pistas, los científicos operarán el detector durante los próximos meses para
probar la tecnología en profundidad.
"Hace
solo dos años completamos el nuevo edificio en el CERN para albergar dos
prototipos de detectores a gran escala que forman los bloques de construcción
para DUNE", dice Marzio Nessi, jefe de la plataforma Neutrino en el
CERN. "Ahora tenemos el primer detector que toma datos hermosos, y el
segundo detector, que utiliza un enfoque diferente a la tecnología de argón
líquido, estará en línea en unos meses".
La
tecnología del primer detector ProtoDUNE será la misma que se utilizará para el
primero de los módulos de detector DUNE en los Estados Unidos, que se
construirá a una milla bajo tierra en la Instalación de Investigación
Subterránea de Sanford en Dakota del Sur. Más de 1000 científicos e
ingenieros de 32 países que abarcan cinco continentes: África, Asia, Europa,
América del Norte y América del Sur, están trabajando en el desarrollo, diseño
y construcción de los detectores DUNE. La ceremonia de inauguración de las
cavernas que albergarán el experimento se llevó a cabo en julio de 2017.
"Ver
las primeras pistas de partículas es un gran éxito para toda la colaboración
DUNE", dice el co-portavoz de DUNE Stefan Soldner-Rembold de la
Universidad de Manchester, Reino Unido. "DUNE es la mayor
colaboración de científicos que trabajan en la investigación de neutrinos en el
mundo, con la intención de crear un experimento de vanguardia que podría
cambiar la forma en que vemos el universo".
Cuando
los neutrinos entran en los detectores y se estrellan contra los núcleos de
argón, producen partículas cargadas. Esas partículas dejan huellas de
ionización en el líquido, que pueden verse mediante sofisticados sistemas de
seguimiento capaces de crear imágenes tridimensionales de procesos subatómicos
que de otro modo serían invisibles. ( Vea una animación de cómo funcionan
los detectores DUNE y ProtoDUNE, junto con otros vídeos sobre
DUNE).
"El
CERN está orgulloso del éxito de la plataforma Neutrino y entusiasmado por ser
socio de DUNE, junto con instituciones y universidades de sus estados miembros
y más allá", dice Fabiola Gianotti, directora general de CERN. "Estos
primeros resultados de ProtoDUNE son un buen ejemplo de lo que se puede lograr
cuando los laboratorios de todo el mundo colaboran. La investigación con DUNE
es complementaria a la investigación llevada a cabo por el LHC y otros
experimentos en el CERN, juntos tienen un gran potencial para responder algunas
de las preguntas pendientes en la física de partículas."
DUNE
no solo estudiará los neutrinos, sino también sus homólogos
antimateria. Los científicos buscarán diferencias en el comportamiento
entre neutrinos y antineutrinos, lo que podría darnos pistas de por qué el
universo visible está dominado por la materia. DUNE también observará los
neutrinos producidos cuando una estrella explota, lo que podría revelar la
formación de estrellas de neutrones y agujeros negros, e investigará si los
protones viven para siempre o eventualmente se descomponen. Observar la descomposición
del protón nos acercaría al cumplimiento del sueño de Einstein de una gran
teoría unificada.
"DUNE
es el futuro de la investigación de neutrinos", dice el director de
Fermilab, Nigel Lockyer. "Fermilab se complace en organizar un
experimento internacional con un potencial tan vasto para nuevos
descubrimientos y para continuar nuestra larga asociación con el CERN, tanto en
el proyecto DUNE como en el Large Hadron Collider".
Nota
del editor: una versión de este artículo fue publicada originalmente por Fermilab .
FUENTE: Compilado de
SYMMETRY / SLAC - 18. SEPTIEMBRE.2018
Traducción libre de SOCA
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