QUBIC (Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology, por sus siglas en inglés) es un proyecto de alcance nacional e internacional que involucra varias universidades y laboratorios de Francia, Italia, Argentina, Irlanda, Reino Unido y Estados Unidos. Se trata de un experimento de cosmología que tiene como objetivo medir con gran precisión la polarización de la radiación de fondo cósmico de microondas, en particular un tipo específico de polarización de dicha radiación llamado Modo-B. 

El observatorio cosmológico del proyecto QUBIC se encuentra en el paraje Alto Chorrillos ubicado a 4.980 metros de altura sobre el nivel del mar y próximo a la localidad de San Antonio de los Cobres, provincia de Salta. La ubicación fue elegida debido a diferentes factores como el bajo ruido ambiente producido por contaminación electromagnética antropogénica. Contar con este tipo de instalaciones en el norte de nuestro país posiciona a la puna salteña como un polo astronómico y tecnológico a nivel mundial debido a su gran relevancia. 

Sobre el Proyecto QUBIC  

El proyecto cuenta con la colaboración de 130 investigadorxs e ingenierxs de Francia, Italia, Argentina, Irlanda, Reino Unido y Estados Unidos. El instrumento se desarrolló en Francia entre 2008 y 2018 y fue probado entre los años  2019 y 2020. En julio de 2021 el instrumento llegó a nuestro país y fue trasladado al Laboratorio de Integración en la Regional Noroeste de la CNEA donde se ensambló y se puso en funcionamiento mientras fue testeado. 

Actualmente, QUBIC se encuentra en condiciones de comenzar a adquirir datos para calibración. Para lograr que el instrumento tenga la infraestructura adecuada fue necesario construir tanto caminos de acceso y redes de comunicación cómo el sitio donde se alberga al telescopio, diseño que fue llevado a cabo por el ITeDA. A su vez, a 800 metros de donde está ubicado el Proyecto QUBIC, se encuentra un radiotelescopio denominado LLAMA (Large Latin American Millimiter Array) del que participa la UNSAM y que tiene como objetivo realizar observaciones astronómicas en longitudes de onda milimétricas y submilimétricas. Ambos proyectos suceden en el marco del proyecto llamado “ Salta Ventana al Universo” que busca desarrollar iniciativas científicas-tecnológicas en la puna salteña. 

Un poco de historia 

El Big Bang tuvo lugar hace 13.800 millones de años y fue una expansión exponencial del espacio-tiempo en un período muy corto de tiempo. La radiación del Big Bang está formada por fotones que se desacoplaron del resto de las partículas fundamentales (protones, neutrones, electrones) unos 400.000 años después. En este lapso de tiempo, el Universo se caracterizó por ser muy denso, tanto que la materia observable, llamada bariónica, no llegaba a formarse como la conocemos hoy por la propia presión de expansión del Universo. Esto hizo que en esa época no fuera posible la formación de átomos, y la constante puja entre la fuerza de interacción fuerte y la expansión del espacio hizo que el proceso de formación de los primeros átomos haya quedado grabado en la polarización de aquellos fotones primordiales. A este proceso se le llamó inflación y la propagación de fotones en esas épocas primigenias del Universo no ocurrió por medios electromagnéticos sino por oscilaciones gravitacionales llamadas ondas gravitacionales primordiales. Luego del desacople de los fotones, 400.000 años después del Big Bang, la fuerza electromagnética prevaleció sobre la gravitacional y los fotones primordiales pudieron propagarse libremente. 

A pesar del impresionante progreso alcanzado en las últimas décadas en nuestra comprensión del Universo, aún quedan varios enigmas que descifrar, relacionados a la materia oscura, la energía oscura o lo que sucedió en los primeros momentos del Universo. En este sentido, QUBIC es un instrumento completamente novedoso y único tiene como objetivo medir y ofrecer una visión invaluable y con extrema precisión de la polarización de la radiación del fondo cósmico de microondas (CMB siglas en inglés) que quedó a partir del desacoplamiento de los fotones de la materia, con el fin de descubrir qué ocurrió en los primeros instantes luego del origen del Universo. 

QUBIC está encerrado en una carcasa cilíndrica de 1,8m de alto y 1,6m de diámetro, que lo protege y mantiene a -269°C.  El telescopio observa una pequeña porción del cielo constantemente, una y otra vez, adquiriendo datos para desechar errores sistemáticos llamados foregrounds. La atmósfera y la vía láctea son los principales foregrounds, pero también hay muchos otros como galaxias, nebulosas o cúmulos de galaxias. Sus pequeñas fluctuaciones de temperatura  fueron descubiertas en 1922. Sin embargo, la señal polarizada del fondo cósmico de microondas requiere de instrumentos más sofisticados y sensibles, ya que las fluctuaciones de temperaturas podrían indicar la presencia de fotones primitivos que se generaron hace 13.800 millones de años. 

Este proyecto tiene un alto impacto en la comunidad científica internacional. La relevancia de que el ITeDA -instituto de triple filiación entre UNSAM, CNEA y CONICET- lidere un proyecto con estas características, en conjunto con otras instituciones nacionales e internacionales, es fundamental para la historia de la universidad. A su vez, el proyecto QUBIC abrió las puertas al desarrollo de tecnologías para sensores cuánticos criogénicos que están siendo desarrollados por doctorandos de la UNSAM en conjunto con el Karlsruhe Institute of Technology (KIT). 

“La importancia de QUBIC para la humanidad y particularmente para la Argentina reside en dos aspectos fundamentales: el astrofísico, y el tecnológico. El astrofísico es el poder entender los procesos fundamentales de cómo ocurrió el Big Bang y cómo ocurrió el desacople de las cinco fuerzas fundamentales de la naturaleza. El tecnológico es el desarrollo de detectores criogénicos cuánticos y su electrónica de RF asociada, desarrollo que tiene aplicaciones más allá de la astrofísica, sino también la medicina y la computación cuántica” aseguró Manuel Palatino, profesor de la ECyT en la carrera de Ingeniería Electrónica.