ANDES, Agua Negra, laboratorio, ciencia, universo, física, materia oscura, neutrino
Imagen: Gojko Franulic

Laboratorio bajo los Andes develaría los misterios del universo

Un laboratorio científico de alta calidad se pretende construir bajo tierra, junto al túnel Agua Negra que unirá Chile y Argentina. Gracias a sus especiales condiciones, permitiría investigar las partículas elementales más misteriosas del universo.

Por Magdalena Araus @mmaraus | 2015-03-30 | 15:00
Tags | ANDES, Agua Negra, laboratorio, ciencia, universo, física, materia oscura, neutrino

Enterrarse como un topo bajo tierra para develar grandes misterios del universo profundo suena algo paradójico, pero es cierto. Los científicos que estudian el cosmos bien lo saben y hoy tienen su mirada sobre un increíble proyecto entre Argentina y Chile que podría revolucionar la ciencia actual y poner a Sudamérica en los primeros asientos de la física mundial.

Todo comenzó con un proyecto vial que se planea hace mucho tiempo, el túnel Agua Negra, que consistirá en la construcción de dos corredores de aproximadamente 14 kilómetros que atravesarán la Cordillera de los Andes, uniendo Chile y Argentina, permitiendo además la conexión del Océano Atlántico en Porto Belo (Brasil) con el Pacífico en Coquimbo, al hacerse parte del Corredor Bioceánico Central en el 2025. Dentro de poco se abrirá la licitación para concretar su construcción.

Pero mientras políticos, ingenieros, calculistas y otros planeaban este gran proyecto, la comunidad científica empezó a soñar en paralelo. La oportunidad de internarse bajo tierra comenzó a hacer ruido y el físico de partículas franco-argentino Xavier Bertou, pensó en aprovechar este corredor para algo más: estudiar los elementos más misteriosos del universo.

Esta idea, que nació hace cinco años, hoy se llama ANDES (Agua Negra Deep Experiment Site) y pretende construir un laboratorio subterráneo de alta especialización en la frontera de Chile con Argentina, a más de 1.700 metros bajo tierra, ofreciendo condiciones especiales para estudiar los neutrinos y la materia oscura, de los elementos más extraños hasta ahora descubiertos.

De llevarse a cabo, ANDES sería de los pocos laboratorios subterráneos existentes en el mundo y único en todo el Hemisferio Sur, convirtiéndose en un referente mundial para el desarrollo de la ciencia. Hoy cuenta con el apoyo del gobierno argentino y el interés mexicano y brasileño, aunque por el momento falta la aprobación de Chile para su construcción, que se definirá en estos dos meses.

Develando misterios universales

En el universo hay cosas muy extrañas, que hasta los científicos más expertos no han podido comprender del todo, de hecho todo lo que podemos ver en el Universo representa sólo el 4% de la masa total. Hay materia que no se puede ver y no se sabe cómo es, pero que se sabe que existe porque actúa sobre la fuerza de gravedad; existen partículas incluso más pequeñas que los neutrones de un átomo y que pueden atravesar el sol de un lado a otro.

Se trata de la materia oscura y los neutrinos, que escapan de lo común y son extremadamente difíciles de analizar, pero un laboratorio como ANDES permitiría develar parte de sus misterios para esta ciencia en pleno desarrollo.

En Chile, quien se ha encargado de impulsar el proyecto del futuro laboratorio, es el Dr. Claudio Dib, investigador en el área de la física teórica de partículas elementales y académico del Departamento de Física de la Universidad Técnico Federico Santa María.

Nos explica que últimamente se han construido laboratorios subterráneos en el mundo, gracias a los avances tecnológicos, para estudiar fenómenos que de otro modo no serían observables. Pero, ¿por qué enterrarse bajo tierra?

Para protegerse de la radiación cósmica y de sus partículas, que interfieren el estudio de otras partículas elementales, hasta el momento poco conocidas, como los neutrinos y la materia oscura. La tierra recibe una radiación tan intensa que hace que éstas se confundan con otros elementos. Bajo tierra, con una densa capa de rocas encima, solo algunas partículas subatómicas logran penetrar y de esa manera pueden ser estudiadas sin el "ruido" que provoca la presencia de otras.

Neutrinos: Los rayos X del universo

Los neutrinos son una de las partículas más misteriosas que hoy se conocen y su estudio se ha premiado con los Nobel en más de una ocasión. Son más pequeños que un neutrón de un átomo y tampoco tienen carga eléctrica, lanzados al espacio por el Sol o por la explosión de supernovas, son capaces de atravesar la materia sin perturbarla.

Estamos hablando de que pueden atravesar millones de kilómetros de roca sin verse afectados, por lo que pueden traspasar tanto el Sol como la Tierra. Los hacen en grandes flujos de cantidad, pero la mayoría de estas partículas no son detectables y por lo general se capta solamente un neutrino entre mil millones. Aún así analizar uno de estos minúsculos elementos, permite tener información sobre la materia y las energías con las que se ha encontrado a su paso, develando características desconocidas de nuestro planeta y astro mayor.

"Si uno los detecta en la Tierra, tiene información de lo que está ocurriendo en el Sol, porque nada más atraviesa el Sol. Son una especie de Rayos X del interior", nos explica Dib.

Además se pueden estudiar las propiedades de estas partículas mismas, dando pistas de cómo es la materia al nivel más pequeño posible (su tamaño no es medible).

Materia Oscura: El fantasma que lo rodea todo

Por gigante que sea el universo, todas las estrellas, planetas y elementos que existen en él son solamente el 20% de la materia, ese 80% restante es pura energía y materia oscura. Ésta última es el conjunto de partículas subatómicas que no se sabe qué son e interactúan muy poco con la materia normal.

"Se ha notado que debería existir, se detecta en astronomía, porque es una especie de nube que no se ve y genera efecto de gravedad, de atracción gravitacional, pero no se sabe lo que es", nos cuenta Dib.

Lograr descubrir qué la conforma sería una revolución a nivel científico y analizarla en el laboratorio ANDES aportaría con un importante paso en ese camino, ya que en el laboratorio subterráneo de Gras Sasso, Italia, han detectado flujos de energía que varían de señal mínima a señal máxima cada seis meses.

Esto lo han interpretado como el viento de materia oscura que recibe la Tierra al rotar alrededor del Sol, pero hasta que la misma prueba no sea realizada en el Hemisferio Sur, no será posible comprobar que eso es completamente cierto y que no depende de otros factores climáticos. Constatar eso sería una puerta de entrada para comprender la naturaleza de estas misteriosas partículas, del comportamiento del universo e incluso de sus inicios con el Big Bang.

Hay otras cosas más que se podrían explorar en ANDES, nos cuenta Claudio Dib. En el área de la sismología, se podrían medir las ondas sísmicas de menor frecuenciay hacer estudios al respecto. En biología, analizar microorganismos monocelulares en ambientes extremos, libres de radiación o estudiar el efecto de la radiación cósmica sobre las células. También en al área de medioambiente, geología o geofísica. Además, con este tipo de laboratorio, se desarrolla instrumentación altamente especializada que antes no existía para medir cosas muy finas.

Encontrar sitios subterráneos bien habilitados para este tipo de laboratorios requiere de muchos esfuerzos y por lo general éstos se encuentran en túneles o minas. Hasta el momento hay solo unos pocos y todos en el Hemisferio Norte como en Japón, Estados Unidos, Italia, Canadá. Este último es el más profundo y se encuentra a 2.000 metros bajo tierra.

"Este (ANDES) puede ser el tercer laboratorio más profundo del mundo y el segundo más grande, y sin necesidad de centenas de metros de plomo para protegernos, porque tenemos una montaña de 7 mil metros arriba", comenta Dib a Qué Pasa.

Un potencial polo científico

Construir el laboratorio ANDES permitiría no solamente atraer la atención de los científicos de todo el mundo a la región, sino también promover el desarrollo de la profesión en nuestro país que a menudo no tiene suficiente espacio para muchas mentes brillantes nacionales.

"Los científicos jóvenes que quieren hacer ciencia y están aquí en Chile, se forman y después no hay nada que hacer acá, nadie los contrata para hacer las cosas que aprendieron con alta especialidad, entonces se van. Chile alimenta al mundo con cerebros y debiera ser al revés.

Para atraerlos acá, hay que hacer algo que sirva, donde puedan desarrollarse. Ir formando laboratorios de alta tecnología que además atraigan científicos de alta calidad mundial, que generen conocimiento en esta zona y uno puede formar gente que participe, que aprenda cosas nuevas y que después se quede acá. Es convertirse en un país desarrollado no solamente económicamente, sino también en conocimiento", nos explica Claudio.

Queremos creer que no estamos tan lejos de lograrlo, pues ANDES ya cuenta con el apoyo del gobierno argentino para su construcción y solamente queda la venia de las autoridades chilenas. En la última reunión preliminar con el MOP, en febrero, se mostró interés, pero nada es definitivo y dentro de estos meses se conocerá la decisión.

El gasto para hacer realidad este sueño es de alrededor de 40 millones de dólares, valor que representa a lo más un 2,6% de la inversión a realizarse para el corredor binacional, que está entre los 1.500 y 2.000 millones de dólares, según nos aclara Claudio Dib.

La idea es que la construcción misma de ANDES se considere como obra civil del túnel, financiado por obras públicas y no por la ciencia. Los costos de implementación, equipamientos y operaciones año a año, deben ser compartidas en partes iguales entre los países Latinoamericanos que sean miembros activos del laboratorio. Hasta el momento ya se comprometieron Argentina, Chile, Brasil y México. Dependiendo de las actividades que se realicen, Claudio explica a SOCHIFI: "El costo típico de un laboratorio subterráneo como el que pensamos hacer con el tamaño que tiene presenta un gasto típico de operación anual de más o menos un millón de dólares".

Por lo tanto cada país tendría que poner unos 250 mil dólares, un costo manejable que puede financiar CONICYT en Chile y que invierte para proyectos basales. Es decir, se puede. Además Colombia también se ha mostrado interesada y aún quedan más países de la región por conquistar que permitirían rebajar esa cuota, potenciando a la vez la colaboración científica del continente.

Se pretende crear un organismo que gestione el financiamiento anual de ANDES, los programas de estudio e investigación, los institutos asociados, talleres y formación de científicos, que permita un salto exponencial en la física experimental sudamericana, informan en Qué Pasa. Además, el laboratorio funcionaría como sede sudamericana del CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear.

Por último, es importante que ANDES sea incluido en el proyecto antes de finalizar el concurso de la licitación, de otro modo el costo de su construcción aumentaría alrededor de un 20%. Esto es porque agregar modificaciones a un proyecto original, cuando la constructora ya se lo ha adjudicado, siempre implica nuevos costos, nos explica Dib.

Agrega que de aquí a dos meses, debiera quedar definido si el proyecto será aprobado, abriendo la oportunidad a Chile, Sudamérica y el mundo de contar con un espacio para desarrollar ciencia de alto nivel y develar parte de los misterios del universo que aún no tienen explicación alguna.

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Comentarios
Ángela Ferrari | 2015-03-30 | 17:12
1
Ojalá lo hagan! Tantos años envidiando a Suiza y otros paises del norte. Sería una oportunidad única para Chile y para latinoamérica. Se dispararía directamente a la vanguardia de la investigación científica (siempre y cuando seamos capaces como país de proveer suficientes profesionales lo suficientemente especializados.) No me quedó bien claro sí, no pretenden construir un acelerador como el LHC, sino otro tipo de laboratorios, ¿o podríamos tener un acelerador aquí mismo?
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Matías Bravo | 2015-03-31 | 01:03
2
No, eso sería no solo un proyecto mucho mas caro, sino que además no se usa para detección de neutrinos, los colisionadores producen partículas demasiado energéticas para eso.

De una manera muy poco emocionante los detectores de neutrinos (al menos de los que estoy enterados) son "solo" gigantescos tanques de agua u otro fluido que se estudian para medir alguno de los productos de la (muy débil) interacción de los neutrinos con otras partículas. El motivo de estar bajo tierra es justamente ese, provee de un escudo natural para que otras partículas mas energéticas (que sí interaccionan de manera mas "intensa") te contaminen totalmente las mediciones.
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Ángela Ferrari | 2015-03-31 | 09:45
1
Bueno, no parecía probable, pero soñar es gratis.
En todo caso sigue siendo un proyecto excelente y una oportunidad única para científicos tanto chilenos como latinoamericanos de ponerse a ' la altura' de las investigaciones europeas y gringas.
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Matías Bravo | 2015-04-03 | 19:07
1
Por supuesto, ojalá no se me haya entendido como bajando el perfil a lo que se quiere construir (es solo que no es tan "emocionante" para el ciudadano común como un colisionador), y me imagino que el interés es bien grande, no lo he hablado con ninguno de los profesores que se dedican a partículas en mi facultad, pero supongo que deben estar bien emocionados con esta posibilidad.
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Nicolás C. González | 2015-03-30 | 23:30
5
Si algo hay que hacer luego como país, creo que es dejar de ser un mero proveedor de materias primas, y esto apunta justamente a eso, y de una manera tremendamente contundente.

¡Hagámosle mandas al bosón de Higgs para que esto llegue a buen puerto! :D
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Felipe Garcia | 2015-03-31 | 23:48
2
Que lindo sería Latinoamérica unidad por crear ciencia.
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Jonathan Heredia Sepulveda | 2015-04-01 | 14:56
3
Ojalá se pueda realizar!!!!!!! me gusta la ciencia y en esta materia soy un aficionado, pero seria de lujo saber que en este lugar del mundo hay un laboratorio con esas caracteristicas!
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Claudio Lorca | 2015-10-07 | 14:42
2
Sería otro gran aporte a la ciencia que haríamos en este lado del mundo ya que contamos con ALMA, observatorio respecto del cual se acaba de inaugurar una exposición en el Espacio Fundación Telefónica, el cual muestra su construcción y los aportes a la ciencia que se han realizado desde acá. Con la construcción de ANDES tendríamos un segundo foco de interés mundial para el desarrollo de ciencia de primera línea. Ojalá se apruebe su construcción.
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