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Destinado al estudio de la materia oscura y la física de neutrinos, ANDES será el laboratorio internacional subterráneo más importante del hemisferio sur. El megaproyecto liderado en el país por el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) será instalado bajo la cordillera de los Andes y cuenta con financiamiento del Banco Interamericano de Desarrollo.
Las explosiones solares, las colisiones de galaxias y los agujeros negros generan miles de millones de partículas cargadas de las más altas energías. En su viaje a la velocidad de la luz, estos rayos cósmicos chocan con las moléculas de la atmósfera produciendo cascadas de partículas secundarias que llueven sobre la superficie de la Tierra.
Pero hay otras partículas subatómicas muy poderosas, los neutrinos y los WIMPs, que ingresan a la Tierra de manera más discreta y cuya detección se ve dificultada a causa de la interferencia que generan los rayos cósmicos. El estudio de estas partículas —que logran atravesar el planeta de lado a lado— podría ayudar a develar algunos misterios del universo. Pero, ¿cómo detectarlas? La respuesta es “desde las profundidades de la Tierra”.
El laboratorio subterráneo Agua Negra Deep Experiment Side (ANDES) será instalado debajo de la cordillera de los Andes, a 1750 metros de profundidad en la frontera entre la Argentina y Chile, y se convertirá en el segundo laboratorio subterráneo del hemisferio sur (el primero funcionó entre 1994 y 2000 en Sierra Grande, Río Negro, y fue un esfuerzo conjunto de las universidades de Carolina del Sur —EEUU— y Zaragoza —España— y del Departamento de Física de la Comisión Nacional de Energía Atómica —Argentina—) que, entre otras iniciativas, desarrollará líneas de investigación vinculadas con los campos de la física de neutrinos y la física nuclear.
Liderado por el Consorcio Latinoamericano de Experimentos Subterráneos (CLES) y conducido en la Argentina por el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) que depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), el Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la UNSAM, el ambicioso proyecto será instalado a la vera del Túnel Agua Negra, una ruta subterránea de 14 kilómetros de longitud que unirá la provincia de San Juan con la cuarta región de Chile en la zona Agua Negra y que representa una tramo clave del gran corredor bioceánico —el cual conectará los océanos Pacífico y Atlántico desde el puerto de Coquimbo (Chile) hasta Porto Alegre (Brasil)—. Para el inicio de la primera etapa, el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) anunció un financiamiento de 1500 millones de dólares.
El decano del ITeDA, Alberto Etchegoyen, explica que “el laboratorio subterráneo nos dará la posibilidad de investigar partículas muy penetrantes. Hablamos de un tipo de investigación de alto nivel que podría derivar en premios Nobel de Física”. Si bien el investigador admite que “no será sencillo trabajar en cavernas con más de mil setecientos metros de roca encima”, dicho blindaje natural protegerá los experimentos de la radiación cósmica, cuya intensidad se verá reducida un millón de veces.
El laboratorio ANDES albergará sus experimentos en tres cavernas subterráneas de 2500 kilómetros cuadrados de superficie total. Los especialistas calculan que el megaproyecto comenzará a tomar forma en el segundo semestre de 2018 y finalizará nueve años después, en paralelo con la construcción del túnel bioceánico. Al respecto, Xavier Bertou, físico del Centro Atómico Bariloche y coordinador del proyecto en la Argentina, amplía: “Para evitar sobrecostos y demoras en la inauguración de la obra, la construcción del laboratorio será realizada por la misma empresa que construirá el túnel. Sí o sí habrá que hacer ambas cosas al mismo tiempo”. Asimismo, Bertou explica que la instalación del laboratorio debajo de la cordillera responde a una decisión estratégica. “Es un lugar interesante porque la placa chilena que cae debajo de la Argentina en la zona de San Juan y Mendoza no posee volcanes y está protegida de la radiación. Cuando se producen terremotos o temblores, el interior de la montaña es el lugar más seguro”, asegura el especialista.
Más cerca del universo
En junio del año pasado se desarrolló en la UNSAM el V Taller Internacional para el Diseño del Laboratorio Subterráneo ANDES, que contó con la presencia de científicos de todo el mundo. Tras dos días de intenso debate, los participantes concluyeron que los experimentos principales del Laboratorio estarán vinculados con la física de neutrinos y con el estudio de la materia oscura.
Se estima que hoy la comunidad científica conoce solo el 4 % de la composición matérica del universo; el 96 % restante es denominado “materia oscura”. Según Etchegoyen, “la materia oscura es uno de los misterios más importantes que la cosmología moderna y la física de altas energías intentan develar. Su detección podría producir cambios en el ámbito mundial y expandir enormemente nuestro conocimiento acerca del universo. Creemos que los neutrinos estériles masivos y los WIMPs son parte de esa materia”.
Por su parte, el coordinador del proyecto ANDES en Chile e investigador de la Universidad Técnica Federico Santa María, Claudio Dib, describe los intereses de la comunidad científica chilena: “Muchos de nuestros científicos buscarán desarrollar experimentos en el campo de la física de neutrinos. También tenemos físicos nucleares interesados en el estudio de los mecanismos de producción de energía de las estrellas, además de geólogos y biólogos con sus respectivos campos de estudio”.
Si bien la física de neutrinos y la detección de materia oscura serán, como afirma Etchegoyen, “el buque insignia” del laboratorio ANDES, también se desarrollarán otras investigaciones. Por tratarse de un sitio a prueba de radiación, su enorme potencial será aprovechado para realizar estudios vinculados con los campos de la geología, la biología de microorganismos, la glaciología y la fusión nuclear.
En el mundo hoy solo existe un puñado de laboratorios subterráneos y todos están localizados el hemisferio Norte —el Gran Sasso en Italia, el Canfranc en Francia y el Dusel en Estados Unidos, entre otros—. Dichas instalaciones se dedican al estudio de astropartículas y a la detección de materia oscura por medio de colaboraciones internacionales entre diversos grupos científicos. En este marco, ¿cuál será el aporte del laboratorio ANDES? “Podremos hacer ‘radiografías’ de toda la Tierra”, explica Etchegoyen. “Por ejemplo, estaremos en condiciones de ver los neutrinos de las explosiones de supernovas que hoy solo son visibles desde el hemisferio norte. Estudiando esos neutrinos podremos ver lo que sucede en ambos lugares del planeta en forma simultánea. En caso de haber flujos de partículas que estén relacionados con el sol, desde el hemisferio sur veremos un ciclo inverso al del hemisferio norte”.
Para llevar adelante este tipo de investigaciones será necesario desarrollar tecnologías de punta. Las cavernas experimentales estarán equipadas con los más altos niveles de excelencia. Al respecto, Bertou explica: “Trabajaremos con detectores muy complejos y extremadamente precisos, que estarán protegidos con cobre de máxima pureza y con ladrillos de plomo. Para la producción de estos ladrillos se utilizará plomo viejo extraído de cascos de barcos hundidos en el mar Mediterráneo hace más de dos mil años, cuyo componente radiactivo decayó”.
Varios países, un mismo proyecto
El túnel bioceánico Agua Negra consta de dos túneles de aproximadamente 13,9 kilómetros cada uno, de los cuales un 72 % de la longitud corresponderá al sector argentino y un 28 % al chileno. Regulada por el Ente Binacional Túnel Agua Negra (EBITAN) —un consorcio integrado por especialistas argentinos y chilenos—, la obra será financiada en su totalidad por el BID.
Julio Ortiz Andino, ministro de Infraestructura y Servicios Públicos de la Provincia de San Juan y miembro del EBITAN desde su fundación en 2012, afirma que para San Juan el nuevo túnel será fundamental. “Estamos trabajando mucho para que los distintos corredores bioceánicos se concreten. Es claro que tenemos que empezar a mirar hacia el Pacífico, porque todos los mercados de consumo van a estar en esa zona. Tendremos que llegar de la mejor forma y con el menor costo de transporte posible”, analizó.
Por otro lado, Ortiz Andino asegura que la monumental obra generará cientos de puestos de trabajo tanto en San Juan como en Coquimbo (Chile) y que la construcción del laboratorio ya fue financiada por el BID: “Hablamos de 1500 millones de dólares para la construcción del túnel, en los que están incluidos unos 40 millones para la contrucción del Laboratorio”.
El Consorcio Latinoamericano de Experimentos Subterráneos (CLES) a cargo del Laboratorio ANDES es un ente internacional conformado por la Argentina, Chile, Brasil, México y Colombia. Al respecto, Claudio Dib señala la necesidad de ampliar la cooperación: “Estamos analizando la posibilidad de incluir representantes de otras naciones. Un consorcio de este tipo puede ser un gran paso para estrechar lazos de colaboración e impulsar desarrollos compartidos con nuestros países vecinos”. Etchegoyen, en cambio, apunta a trascender las fronteras regionales: “El proyecto debería ser global. El ITeDA está ligado a grandes proyectos internacionales y sabemos que, para encarar grandes experimentos, es mejor integrarse y no duplicar el trabajo”.
En la Argentina, el proyecto será gestionado por los ministerios de Trasporte y de Ciencia, la CNEA, el CONICET y la UNSAM. En Chile, en cambio, el marco de la gestión continúa incierto. “Hasta ahora no ha habido una aprobación oficial de ANDES por parte del Gobierno chileno. Los proyectos de ciencia en Chile dependen de la Comisión Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICYT) del Ministerio de Educación. Pero una vez que se cree el Ministerio de Ciencia y Tecnología, parece natural que la autoridad chilena de ANDES dependa de dicho ministerio”, aclara Dib.
En este sentido, Bertou destaca que, a pesar de los cambios de gobiernos y de las diversas agendas políticas y económicas, “se observa un interés genuino por parte de los países miembros para que el proyecto ANDES continúe desarrollándose”.
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