Construcción del Experimento Subterráneo más Largo para Estudiar los Neutrinos

Los neutrinos son una de las partículas fundamentales que componen el universo. También son una de las menos conocidas. Los neutrinos son similares al electrón, el más conocido, pero con una importante diferencia: los neutrinos no tienen carga eléctrica. Por ello, no se ven afectados por las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre los electrones. Por lo tanto, tienen muy poca interacción con la materia y son increíblemente difíciles de detectar. Los neutrinos son capaces de atravesar grandes distancias en la materia sin verse afectados por ella.

Para detectar los neutrinos se necesitan detectores muy grandes y muy sensibles. Normalmente, un neutrino de baja energía viaja a través de muchos años-luz de materia normal antes de interactuar con algo. En consecuencia, todos los experimentos con neutrinos terrestres se basan en la medición de la ínfima fracción de neutrinos que interactúan en detectores de tamaño razonable. Y desde hace muchos años, debido a su naturaleza tan particular, los científicos han trabajado en formas de observarlos y estudiarlos. Esperan que la comprensión de los neutrinos ayude a encontrar respuestas al origen de la materia, la unificación de las Fuerzas e incluso la formación de agujeros negros.

DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) en la Long Baseline Neutrino Facility, es un experimento de neutrinos de nueva generación que planea construir un detector de LAr a muy gran escala (10-40kt) para proporcionar una sensibilidad sin precedentes al neutrino de estudio. El detector de gran tamaño se ubicará en la Instalación de Investigación Subterránea de Stanford (SURF) a una línea de base de 1.300 km del haz de neutrinos del Fermilab. El LBNE propone un inmenso programa científico y responderá a muchas de las grandes preguntas de la física de los neutrinos.

Uno de los experimentos más prometedores es el Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos, llamado DUNE. Esta instalación utilizará dos complejos edificios. Uno de ellos, en el Fermilab, producirá un haz controlado de neutrinos producido al estrellar un haz de protones contra un objetivo. El segundo es un detector situado a 1.300 km de distancia, en la instalación de investigación subterránea de Sanford, en Dakota del Sur. El haz de neutrinos tendrá una trayectoria subterránea de 1.300 km y llegará a los detectores situados a una milla bajo tierra para protegerlos de ser abrumados por falsas señales de neutrinos procedentes de la radiación cósmica que bombardea la Tierra. Para ello, los trabajadores tendrán que crear enormes cavernas subterráneas para estos enormes detectores de partículas que contendrán 10.000 toneladas de argón líquido mantenido a una temperatura de -186℃.

"Este proyecto nos permite trazar áreas inexploradas. Podemos adquirir conocimientos sobre la física fundamental y sobre el universo primitivo. [...] Es como construir una nave en una botella. Ha implicado mucha ingeniería y física para asegurarse de que este diseño mantiene una conexión fiable durante el proceso de construcción. Es un enorme rompecabezas para entender cómo se aplican las reglas de la física a gran escala. Este proyecto es una inversión a largo plazo, pero hay muchos beneficios a medida que se aprende más sobre las formas fundamentales en que funciona la naturaleza".

Glenn Horton-Smith, profesor de física, experto en física experimental de altas energías y partículas.

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