El jueves 2 de marzo, a las 12:11 horas, el robot teledirigido, Víctor 6000, de L’Ifremer, enlazó la primera línea de detección del telescopio de neutrinos Antares, submergido a 2.500 metros de profundidad, a la estación terrestre de La Seyne-sur-Mer (Var).

Unas horas después, Antares abría por primera vez sus ojos hacia el cielo y detectaba sus primeros “muones”. Esta unión marca el nacimiento efectivo del detector Antares, el primer telescopio de neutrinos de alta energía en el fondo del mar en el hemisferio norte. Este acontecimiento recompensa una década de esfuerzos de una veintena de laboratorios europeos, entre los cuales se encuentran el CEA / Dapnia y los laboratorios del CNRS / IN2P3, promotores del proyecto en 1996.

Representación en imágenes virtuales del detector submarino “Antares”. Este telescopio de neutrinos europeo está instalado a 2.400 metros de profundidad a 10 millas náuticas al sur de la isla de Porquerolles. Doce líneas de 400 metros de longitud, cada una de ellas con 75 sensores especiales (fotomultiplicadores) rastrearán la ínfima huella luminosas dejada en el agua por un “muón”, partícula cargada, procedente del rarísimo encuentro de un átomo de materia y de un neutrino. Los investigadores esperan que mediante este procedimiento se pueda deducir la dirección de donde provienen los neutrinos. Una información que permitiría identificar la fuente de los mismos: cataclismo cósmico o materia nueva desconocida. © CNRS Photothèque/IN2P3 – Montante François – Prohibida su reproducción y utilización.

El telescopio Antares es un detector de neutrinos que tiene dos objetivos principales: la astronomía de alta energía y la búsqueda de materia oscura (ver cuadro inferior).

Los neutrinos apenas interaccionan con la materia. Su detección es, por lo tanto, un desafío cuya realización sólo es posible con inmensos detectores, protegidos de la radiación cósmica que bombardea sin cesar todo lugar terrestre y constituye un importante y continuo ruido de fondo. Instalado a lo ancho de Toulon (VAR, sureste de Francia, cerca de Marsella), Antares está protegido de esta radicación por el escudo natural de 2.500 metros de espesor del agua de mar. Los fotodetectores, los ojos del Antares, utilizan un gran volumen de agua de mar para observar la estela de luces extremadamente débil producida por los muones “ascendentes”. Estos últimos son el resultado de la interacción con la corteza terrestre de los neutrinos que han atravesado la Tierra. La observación es posible gracias a la absoluta oscuridad reinante en estas profundidades abisales. Así pues, Antares observa el cielo del hemisferio sur a través del globo terrestre, incluyendo el centro galáctico, lugar de fenómenos energéticos intensos.

Representación en “ojo de pez” en imágenes virtuales del detector submarino “Antares”. © CNRS Photothèque/IN2P3 – Montante François – Prohibida su reproducción y utilización.

Los fotodetectores se distribuyen en grupos de tres a lo largo de cables umbilicales de 450 metros de alto, destinados al transporte de señales y energía. En total, “900 ojos” repartidos en 12 líneas escrutarán el Universo desde ahora hasta el fin del 2007, abarcando una superficie de 200 m x 200 m de terreno. Cada línea está conectada con una caja de empalme a partir de la cual se extiende un cable electro-óptico de 40 kilómetros que llega a la estación terrestre del Instituto Michel Pacha, en La Seyne-sur-Mer. El despliegue del telescopio Antares se beneficia de la logística y de la capacidad del Ifremer.

Además, Antares constituye una infraestructura científica submarina multidisciplinar permanente que registra diferentes datos: tanto oceanográficos –incluyendo la observación del medio marino en mar profunda así como los fenómenos de bioluminiscencia – como geofísicos. Un sismógrafo registra los temblores del planeta desde hace un año.

Antares tiene como objetivo la observación de fenómenos cósmicos de alta energía. Durante estas últimas décadas, la astronomía ha permitido descubrir numerosos objetos, algunos de los cuales son el lugar de fenómenos de cataclismos, emisores de fotones, partículas cargadas y de neutrinos de altísima energía. Sin embargo, los fotones son absorbidos por la materia, lo cual limita la profundidad de espacio que se puede observar, y las partículas cargadas de energía no demasiado elevada son desviadas por los campos magnéticos galácticos y extragalácticos, lo que hace muy puntual la observación de las fuentes y, por lo tanto, muy difícil la astronomía. En cambio, los neutrinos cósmicos son partículas elementales que apenas interaccionan con la materia. Recorren largas distancias del Universo sin ser absorbidas por los medios intergalácticos, propagándose en línea recta desde el corazón de los aceleradores cósmicos, sin ser desviados, por cuya razón permiten sondear el universo remoto y estudiar el hontanar de la radiación cósmica de altísima energía.

Representación en imágenes virtuales del detalle de un módulo del detector submarino “Antares”. © CNRS Photothèque/IN2P3 – Montante François – Prohibida su reproducción y utilización.

Asimismo, Antares podría observar neutrinos de energía más baja procedentes de la acumulación de materia oscura en el centro de la Tierra, del Sol o de otra galaxia. Descubierto hace 70 años, el problema de la materia oscura constituye, hoy en día, una de las principales cuestiones de la cosmología. Todavía ignoramos lo que compone el 95% de nuestro universo. La naturaleza de la materia y de la energía que faltan es completamente desconocida, pero podría estar constituida en parte por una partícula elemental masiva, llamada wimp (“weakly interaction massive particle”), o “partícula masiva de interacción débil con la materia”. La teoría física conocida como “supersimetría” predice su existencia, todavía no demostrada. Estas partículas se acumularían en el centro de objetos masivos como la Tierra, el Sol... Siendo simultáneamente partícula y antipartícula, los “wimps” terminarían por aniquilarse produciendo una emisión de energía y de partículas: los neutrinos.


Enlace a la noticia original: Antares : naissance d'un télescope à neutrinos au fond de la Méditerranée
Fuente: CNRS
Traducción de Fernando Muñoz Sagasta.