Los científicos están considerando construir un telescopio submarino para detectar rayos cósmicos

Científicos chinos están elaborando el modelo de un telescopio gigante para observar neutrinos, una de las partículas más abundantes en el universo, desde las profundidades de los mares o lagos.

Chen Mingjun, investigador principal del proyecto en el Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias de China, dijo que la instalación, diseñada en un área de aproximadamente 30 kilómetros cúbicos, estará sumergida a una profundidad de más de un kilómetro. .

El objetivo de construir un telescopio submarino de este tipo es detectar neutrinos de alta energía. Se cree que las partículas se producen fuera del sistema solar. Según Chen, el descubrimiento de neutrinos que pasan a través del telescopio contribuirá a resolver un misterio científico centenario sobre el origen de los rayos cósmicos.

A principios del siglo XX, los científicos descubrieron que la Tierra está siendo bombardeada constantemente con partículas energéticas del espacio exterior llamadas rayos cósmicos. En 2021, el Observatorio de Lluvias de Aire a Gran Altitud de China (LHAASO) detectó 12 fuentes de rayos gamma que se cree que provienen de las mismas fuentes que los rayos cósmicos.

Una hipótesis popular, dijo Chen, es que es probable que los neutrinos de alta energía y los rayos gamma se produzcan simultáneamente cuando se originan los rayos cósmicos de alta energía.

«Si podemos detectar las dos partículas juntas, podemos determinar el origen de los rayos cósmicos», dijo Chen.

Al atravesar el agua, los neutrinos colisionarán con núcleos atómicos y producirán partículas secundarias, emitiendo señales de luz que pueden ser captadas por detectores submarinos.

Algunas investigaciones ya apuntan a esta posibilidad, y Chen cree que el descubrimiento de neutrinos puede rastrear el origen de esta misteriosa radiación espacial.

Sobre por qué los científicos despliegan el telescopio tan profundo en el agua, Chen dijo que desde un kilómetro por debajo de la superficie, la luz del sol no penetra en la oscuridad. Y como la fotosíntesis no puede tener lugar, tampoco hay peces ni microorganismos.

«El agua limpia ayudará a aumentar la posibilidad de detectar señales de neutrinos», dijo Chen.

Detectores de neutrinos submarinos extranjeros similares incluyen el observatorio de neutrinos IceCube en una escala de kilómetros cúbicos, desplegado cerca del Polo Sur, y el telescopio de neutrinos Baikal-GVD, que actualmente cubre 0,5 kilómetros cúbicos en el lago Baikal.

Chen dijo que el detector chino planificado será mucho más grande. «Será un detector de 30 kilómetros cúbicos con más de 55.000 módulos ópticos suspendidos a lo largo de 2.300 cuerdas».

En febrero, su equipo completó su primera prueba en el mar para probar el sistema de detección a una profundidad de 1.800 metros bajo el agua.

La mayor parte del equipo de Chen pasó años estudiando los rayos cósmicos. Participaron en el proyecto LHAASO, un detector gigante de rayos cósmicos ubicado a 4,41 km sobre el nivel del mar en la provincia de Sichuan, suroeste de China.

Sin embargo, la caza de neutrinos extraterrestres en aguas profundas es un problema mayor que en una montaña, dijo Chen, y agregó que los desafíos actuales de su equipo incluyen el desarrollo de detectores para cumplir con requisitos más altos de impermeabilización, así como los altos costos de equipos y operaciones bajo el agua.