Colaboración internacional de cosmología QUBIC

Una mirada hacia el pasado profundo

Destacada — por el 19/07/2021 a las 12:22

A principios de 2022 ya mirará el cielo, desde la puna salteña, el telescopio de microondas del proyecto internacional que busca dilucidar lo ocurrido a pocas fracciones de segundo de la creación del universo. Recientemente llegó, desde Francia, el instrumento que abrirá una ventana inédita hacia el cosmos.

Representación del edificio de albergue del instrumento con el domo cerrado.

Representación del edificio de albergue del instrumento con el domo cerrado. Foto: QUBIC/Flickr.

Lo espera el silencio eterno de la puna salteña, donde oteará el cosmos en busca de la primera prueba experimental de la gran explosión que dio origen al universo: el Big Bang. Pero ahora todo es sonido de algarabía. Es que acaba de llegar en barco a la Argentina, desde Francia, el instrumento principal del proyecto internacional de cosmología experimental QUBIC. Se trata de un instrumento (bolómetro) de microondas, al que aún le resta transitar cientos de kilómetros más.

“Desde Buenos Aires va a Salta ciudad. Allí será ensamblado, probado y deberá pasar los tests de aceptación. Luego, será montado en su sitio final, en la zona de Alto Chorrillo. Y a principios de 2022 ya va a poder mirar el cielo”, anticipa Alberto Etchegoyen, representante argentino frente al comité internacional QUBIC, un proyecto colaborativo entre instituciones científicas de Italia, Irlanda, Francia, Reino Unido, Estados Unidos y la Argentina, a través de la Provincia de Salta, el Ministerio de Ciencia, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) y el CONICET.

A 16 kilómetros de San Antonio de los Cobres, y a casi 4.900 metros de altura, este aparato de casi cuatro millones de euros se instalará finalmente en una región destinada a transformarse en un polo astronómico, porque compartirá el mismo cerro con LLAMA (Large Latin American Millimeter Array), otro proyecto argentino-brasileño que permitirá realizar investigaciones cosmológicas profundas. Ambos aprovecharán la infraestructura como la provisión de agua, las líneas de energía y los caminos.

Altos, bien altos, son los objetivos de estas iniciativas, situadas a las alturas necesarias para evitar el vapor de agua de la atmósfera que degrada la sensibilidad de los telescopios. Es que el ambiente extremadamente seco de la Puna la convierte en una platea excepcional para espiar el cosmos. Pero no fue la primera opción para el QUBIC. “Antes estaban con el deseo de llevarlo al Polo Sur. Y hace unos tres años nos vinieron a buscar por nuestra experiencia en Auger, porque habíamos adquirido cierto nivel de reconocimiento en la generación y en llevar adelante durante años, en forma coherente, grandes proyectos internacionales”, historia Etchegoyen, director del observatorio astronómico Pierre Auger, en Mendoza.

De aquel momento a hoy, Etchegoyen -director del Instituto de Astrofísica de Partículas, ITeDA (CNEA, CONICET, UNSAM)-, relata momentos vividos: “Nos vinieron a buscar y nos involucramos fuertemente. Ahora estamos muy contentos porque llegó al país el instrumento que se hizo en distintos lugares de Europa, fundamentalmente en Francia, Italia y Gran Bretaña. Pero nosotros, en la Argentina, estamos haciendo la montura y la nueva microelectrónica y electrónica. El sistema de detección de QUBIC no es una trivialidad y nuestro aporte es crucial”.

Tras el origen de todo

Actualmente hay 50 personas de Argentina trabajando para QUBIC. QUBIC/Flickr.

QUBIC (Q & U Bolometric Interferometer for Cosmology) fue desarrollado para encontrar, por primera vez, la polarización de la radiación del fondo cósmico producto de las ondas gravitacionales primordiales que tuvieron lugar en los primeros instantes del universo. “Estamos hablando de fracciones de segundo posteriores a la creación del universo. Sería -destaca Etchegoyen- la primera prueba experimental observacional de la creación del universo. El modelo cosmológico estándar Big Bang es aceptado por todos, pero la física o astrofísica es una ciencia experimental, se debe medir. Eso es lo que queremos hacer. Y sería la primera vez que se hace. Es de suma trascendencia”.

Complejo y novedoso, QUBIC logra aunar dos tecnologías. Por un lado, los bolómetros, palabra que proviene del griego y significa medición de haz de luz. Son microsensores trabajando a muy bajas temperaturas y, al detectar la radiación de fondo cósmico de microondas -ese vestigio del universo primitivo-, se calientan, cambiando así la resistencia eléctrica del material, y permitiendo entonces su detección. En tanto, otro tipo de sensores de luz son los interferómetros que permiten determinar la longitud de onda de la luz incidente. “Lo que hace único a QUBIC es la unión de ambas tecnológicas: interferometría bolométrica, que permite un bajo ruido y distinguir de otras señales contaminantes provenientes de nuestra galaxia”, destaca el informe de prensa.

Hasta finales de 2019, el costo de este primer aparato junto con los gastos por infraestructura en el sitio, salarios y viajes involucrados, ascendía a 15.813.000 euros. Una cifra pequeña si se la compara con lo que este proyecto pretende demostrar: explicar observacionalmente la creación del universo.

Este logro sería cumplir un deseo “que supongo todos lo debemos haber soñado cuando hicimos la carrera de física”, relata Etchegoyen, graduado en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires. “Siempre me quise involucrar en ciencia de frontera”, agrega. Y lo logró al ser parte de distintos proyectos internacionales, como QUBIC o Pierre Auger.

En este sentido, Etchegoyen recuerda una anécdota. “Al Nobel de Física (1980) James Cronin, que generó el proyecto Pierre Auger, le pregunté: ¿Cómo se gana un Premio Nobel? Y me contestó: ‘Con el mejor equipo de detección’. Y para eso se necesita un gran equipo de investigación y tecnología”.

Justamente, esta posibilidad significa QUBIC, que tiene como objetivo medir con gran precisión la polarización de la radiación de fondo cósmico de microondas. “Esto es ciencia de Premio Nobel pero no lo vamos a ganar -aclara y ríe-. La ciencia de frontera implica eso: investigaciones que llevan al Premio Nobel. De ahí a ganarlo, es infinitamente poco probable”.

Por último, Etchegoyen -investigador en CNEA y en CONICET, y doctor en filosofía de la Universidad de Oxford, Reino Unido- sabe que, más allá de las distinciones y de lo gratificantes que sean, se está a un paso de responder una pregunta madre gracias a QUBIC. “Esto tiene impacto en todo, no solo en la ciencia, sino que tiene impacto sociológico o filosófico, existencial. ¡Cómo cambió todo desde que se pensaba que la Tierra era el centro del universo!”, concluye.

Colaboración internacional

Las instituciones que participan del proyecto son: APC Paris, CSNSM Orsay, IAS Orsay, IEF Orsay, IRAP Toulouse, LAL Orsay, de Francia; Universita di Milano-Bicocca, Universita Degli Studi di Milano, Universita La Sapienza, de Italia; Maynooth University de Irlanda; Cardiff University, University of Manchester, del Reino Unido; y de Estados Unidos las universidades Brown, Richmond y Wisconsin. Por Argentina participan el CONICET, la CNEA, el GEMA (UNLP), la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP), el Instituto de Tecnologías de Detección y Astropartículas (ITEDA) y el Instituto Argentino de Radioastronomía (UNLP).

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