Neutrinos en las profundidades del Polo Sur

La investigación científica es un viaje hacia territorios desconocidos del conocimiento. A veces este reto intelectual se convierte también en una aventura vital. Esto es lo que supone participar en el experimento IceCube, un detector de neutrinos que, además de profundizar en las propiedades de esta misteriosa partícula, requiere pasar meses de aislamiento en la base norteamericana Amundsen-Scott, en plena Antártida, con temperaturas rondando los -70°C y en completa oscuridad. Es lo que está a punto de vivir el investigador Carlos Pobes, el primer español que ha sido seleccionado para vivir el invierno antártico operando este experimento, uno de los más importantes de una disciplina reciente, la física de astropartículas, pero que por su ubicación cercana al Polo Sur geográfico recuerda los viajes de los exploradores de este territorio desconocido a principios del siglo XX. Esta aventura científica del siglo XXI se puede seguir a través de las redes sociales.

Los neutrinos son partículas elementales sin carga eléctrica (de ahí su nombre) y cuya masa es tan pequeña que hasta hace poco se pensó que era inexistente. Interaccionan muy débilmente con el resto de la materia ordinaria, por lo que son capaces de “atravesar” la Tierra sin que nos demos cuenta. Recientemente han sido protagonistas de un importante revuelo al publicar el experimento OPERA mediciones de neutrinos viajando a una velocidad ligeramente superior a la de la luz desde Ginebra hasta Gran Sasso (Italia), lo que refutaría la teoría de la relatividad de Einstein, uno de los pilares de la física moderna.

“Los neutrinos son fundamentales para entender cómo funciona el Universo en las escalas más pequeñas, y pueden aportar información fundamental para resolver misterios como el origen de los rayos cósmicos de alta energía o la naturaleza de la materia oscura”, explica Carlos Pobes desde la Universidad de Wisconsin-Madison (EE.UU.), donde se prepara para viajar a la Antártida en noviembre. “Para ello es necesario fotografiar el Universo a través de estas partículas. Pero, así como para fotografiar fuentes débiles de luz se necesitan equipos muy sensibles y largos tiempos de exposición, fotografiar el Universo con neutrinos requiere una cámara gigantesca y años de exposición”, continúa. Esto es lo que intenta IceCube.

Icecube es un ‘telescopio’ de neutrinos que utiliza el hielo antártico para detectarlos. Para ello se han perforado 86 agujeros y distribuido más de 5.000 sensores de luz a lo largo de un kilómetro cúbico entre 1.400 y 2.400 metros de profundidad. Sólo en la Antártida se puede encontrar tal grosor de hielo, y sólo con un volumen así y con un “tiempo de exposición” de años se puede esperar tomar esa “primera fotografía” del Universo con neutrinos, asegura Pobes. Cuando un neutrino choca con el hielo cerca de los sensores genera otras partículas que, al viajar por el hielo, producen un destello que es captado por los sensores. Un sistema de adquisición de datos permite reconstruir la dirección y la energía del neutrino, o descartar el paso de otras partículas.

Este experimento se controla desde la base Amundsen-Scott, la más meridional del planeta, ubicada casi en el Polo Sur geográfico. IceCube es una colaboración donde participan 250 científicos de 36 instituciones procedentes de 6 países. El principal financiador es Estados Unidos, que ha aportado 242 de los 271 millones de dólares que ha costado la construcción. Carlos Pobes será el primer investigador español que pasa el invierno antártico en la base gracias a un contrato con la Universidad de Wisconsin-Madison, una de las instituciones involucradas. Previamente ha sido investigador postdoctoral en la Universidad de Zaragoza merced a un contrato cofinanciado por el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), proyecto Consolider-Ingenio 2010.

Pobes será una de las 50 personas que pasarán los ocho meses de invierno polar en la base, desde febrero de 2012 hasta mediados de octubre, para garantizar el correcto funcionamiento del experimento. Esto supone quedar aislado en la base todo ese periodo, ya que las temperaturas bajan hasta -70º C, lo que hace prácticamente imposible salir o llegar. El físico aragonés ha tenido que superar un proceso de selección con rigurosas pruebas médicas y psicológicas para probar su resistencia a meses de completa oscuridad y aislamiento y a las duras condiciones de frío extremo, sequedad y altitud (3.000 metros) del Polo Sur geográfico.

“La base cuenta con una sala médica para pequeñas incidencias, pero la posibilidad de un rescate en caso de un accidente grave son prácticamente nulas entre marzo y septiembre”, relata el investigador. La mayoría de los experimentos como IceCube pueden controlarse desde el hemisferio norte a través del satélite, “pero muchas de las operaciones requieren intervención humana, lo que en ocasiones significa abandonar la base con temperaturas extremas y en completa oscuridad”. Sin embargo, “la nueva base cuenta con comodidades que hacen más llevadero el día a día”.

Entre ellas está Internet. Así, Pobes ha decidido contar su aventura científica y personal a través de un blog (www.eldiamaslargodemivida.com) y un perfil en Facebook. El investigador aragonés reúne condiciones para participar en la aventura. Además de su preparación científica, que incluye estancias de investigación en el Laboratorio de Gran Sasso y su participación en uno de los experimentos que se ubicarán en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (Huesca) destinado a la detección de materia oscura, Pobes es un apasionado de la montaña y el deporte, como demuestran haber realizado la Transpirenaica en solitario y subir varios de los picos de 3.000 metros del Pirineo y otros ‘cuatromiles’ de los Alpes.

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