Científicos en China están construyendo el detector de “partículas fantasma” más grande del mundo, a 3.500 metros (11.500 pies) debajo de la superficie del océano.
El Telescopio de Neutrinos de Aguas Profundas Tropicales (TRIDENT), llamado Hai ling o “Ocean Bell” en chino, estará anclado en el lecho marino del Océano Pacífico occidental. Una vez finalizado en 2030, buscará raros destellos de luz producidos por partículas esquivas a medida que se vuelven tangibles brevemente en las profundidades del océano.
Cada segundo, alrededor de 100 mil millones de partículas fantasma, llamadas neutrinos, pasan por cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo. Y, sin embargo, fiel a su espeluznante apodo, la carga eléctrica inexistente de los neutrinos y su masa casi nula significan que apenas interactúan con otros tipos de materia.
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Pero al reducir la velocidad de los neutrinos, los físicos pueden rastrear algunos de los orígenes de las partículas a miles de millones de años luz de distancia hasta antiguas explosiones estelares catastróficas y colisiones galácticas.
Ahí es donde entra en juego la campana del océano.
“Utilizando la Tierra como escudo, TRIDENT detectará neutrinos que penetren desde el lado opuesto del planeta”, afirmó Xu Donglian, científico jefe del proyecto. dijo a los periodistas en una conferencia de prensa 10 de octubre. “Como TRIDENT está cerca del ecuador, puede recibir neutrinos provenientes de todas las direcciones con la rotación de la Tierra, lo que permite la observación de todo el cielo sin puntos ciegos”.
Los neutrinos están en todas partes; sólo son superados por fotones como las partículas subatómicas más abundantes del universo y se producen en el fuego nuclear de las estrellas, en enormes explosiones de supernovas, en los rayos cósmicos y la desintegración radiactiva, y en los aceleradores de partículas y reactores nucleares de la Tierra.
A pesar de su ubicuidad, sus mínimas interacciones con otra materia hacen que los neutrinos sean increíblemente difíciles de detectar. Fueron descubiertos por primera vez saliendo de un reactor nuclear en 1956, y muchos experimentos de detección de neutrinos he visto el constante bombardeo de las partículas que nos envía el sol; pero esta cascada enmascara neutrinos más raros producidos cuando rayos cósmicoscuyas fuentes siguen siendo misteriosas, chocan con la atmósfera de la Tierra.
Los neutrinos pasan sin obstáculos a través de la mayor parte de la materia, incluida la totalidad de nuestro planeta, pero ocasionalmente interactúan con las moléculas de agua. Cuando los neutrinos viajan a través del agua o el hielo, a veces crean subproductos de partículas llamados muones que emiten destellos de luz. Al estudiar los patrones que forman estos destellos, los científicos pueden reconstruir la energía y, a veces, las fuentes de los neutrinos.
Pero para aumentar las posibilidades de que se produzcan interacciones con partículas fantasma, los detectores deben colocarse bajo mucha agua o hielo.
El gigantesco nuevo detector de China constará de más de 24.000 sensores ópticos distribuidos en 1.211 hilos, cada uno de 2.300 pies (700 m) de largo, que se balancearán hacia arriba desde su punto de anclaje en el fondo marino.
El detector estará dispuesto en una Patrón de mosaico de Penrose y tendrá una extensión de 4 kilómetros (2,5 millas). Cuando esté operativo, buscará neutrinos en un área de 7,5 kilómetros cúbicos (1,7 millas cúbicas). El actual detector de neutrinos más grande del mundo, IceCube, ubicado en la estación Amundsen-Scott del Polo Sur en la Antártida, solo tiene un área de monitoreo de 0,24 millas cúbicas (1 km cúbico), lo que significa que TRIDENT será significativamente más sensible y mucho más probable que encuentre neutrinos. .
Los científicos dicen que un proyecto piloto comenzará en 2026 y que el detector completo entrará en funcionamiento en 2030.
“TRIDENT tiene la intención de superar los límites del rendimiento de los telescopios de neutrinos, alcanzando una nueva frontera de sensibilidad en las búsquedas de fuentes astrofísicas de neutrinos en todo el cielo”, escribieron los investigadores en un artículo que describe el detector, publicado el 9 de octubre en la revista. Naturaleza Astronomía.