El experimento DUNE para estudiar los neutrinos da su primer paso en EE.UU.

Desvelar los misterios de unas partículas subatómicas llamadas neutrinos y con ello comprender el Universo será el objetivo de un gran experimento internacional cuya futura instalación comenzó a excavarse hoy en Dakota del Sur (Estados Unidos).

Unos mil científicos e ingenieros de 30 países, entre ellos España, construirán y operarán el que un día será el Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF), que albergará el experimento internacional DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment).

“Desvelar los misterios de estas partículas podría ayudarnos a explicar mejor cómo funciona el Universo y por qué existe la materia”, según un comunicado del laboratorio Fermilab de Chicago.

Cuando esté acabado, el LBNF/DUNE será el mayor experimento construido en Estados Unidos para estudiar las propiedades de los neutrinos, que desde que fueron descubiertos hace 60 años han demostrado ser las partículas más sorprendentes, pues son capaces de oscilar entre tres estados diferentes de la materia.

Las obras de la nueva instalación científica, que se completará en la próxima década, comenzarán con la excavación de más de 870.000 toneladas de rocas para crear las enormes cavernas subterráneas del detector DUNE y es que, paradójicamente, para estudiar unas partículas que se generan en el Sol hay que localizarlas bajo tierra.

Mientras, en Ginebra, donde está la sede del CERN (uno de los mayores socios del proyecto), se construirán grandes prototipos del DUNE, para lo que se desarrollará tecnología que se probará y ampliará cuando se fabriquen los grandes detectores de su versión definitiva.

Instituciones de decenas de países como Canadá, Chile, Colombia, México, España, Italia, Japón, Perú, Rusia, Turquía o Reino Unido contribuirán a la construcción de los componentes de DUNE, un experimento que formará “a la próxima generación de científicos que liderará este campo de investigación”, agrega la nota.

La existencia de los neutrinos, las partículas más numerosas en el Universo, fue sugerida por el austríaco Wolfgang Pauli en 1930, aunque sería el italiano Enrico Fermi quien ocho años después elaboró una teoría y bautizó el nuevo término, pero no fueron descubiertos hasta un cuarto de siglo después por los físicos estadounidenses Frederick Reines y Clyde Cowan.

Los científicos estudiarán las interacciones de los neutrinos en los detectores para entender mejor los cambios que sufren estas partículas cuando viajan de un punto a otro en un abrir y cerrar de ojos y buscarán diferencias en el comportamiento entre los neutrinos y sus réplicas de antimateria, los antineutrinos, lo que podría dar pistas sobre por qué vivimos en un Universo dominado por la materia.

Además, observarán los neutrinos producidos en las explosiones estelares, lo que revelaría la formación de estrellas de neutrones y agujeros negros e investigarán si los protones viven para siempre o se desintegran en otras partículas, “acercándonos a la realización del sueño de Einstein: la Teoría de la Gran Unificación”.

Cuatro centros de investigación españoles forman parte del experimento DUNE, que contribuirán a su diseño y construcción, así como a los estudios para optimizar la explotación científica del experimento.

Los grupos de investigación en neutrinos del CIEMAT de Madrid y del IFAE de Barcelona serán responsables del sistema de detección de luz de ProtoDUNE-DP y además el CIEMAT coordinará el grupo de trabajo de DUNE dedicado a la detección de neutrinos procedentes de supernovas.

El grupo experimental de física de neutrinos del IFIC (CSIC-Universidad de Valencia) lidera el sistema de instrumentación criogénica del detector ProtoDUNE-SP, así como su sistema de monitorización y coordinará el grupo de trabajo sobre la desintegración del protón

Por su parte, el IFT (Universidad Autónoma de Madrid-CSIC), con contribuciones de miembros del IFIC, lidera la realización de simulaciones sobre las capacidades de DUNE para determinar parámetros aún desconocidos, como el que codifica la posible diferencia de comportamiento entre neutrinos y antineutrinos.

A la ceremonia asistieron, entre otros, el vicepresidente del Departamento de Tecnología de EE.UU, Michael Kratsios, senadores por Dakota del Sur, la directora de relaciones internacionales del CERN (Laboratorio europeo de física de particulas), Charlotte Warakaulle, o el director Ejecutivo de Programas del británico Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológica, Grahame Blair.