Proyecto QUBIC: el telescopio que buscará “las huellas” del Big Bang

 Proyecto QUBIC: el telescopio que buscará “las huellas” del Big Bang

El interferómetro bolométrico del Proyecto QUBIC -un emprendimiento del que participan Italia, Reino Unido, Estados Unidos y Argentina- superó las pruebas de laboratorio y a principios del 2022, desde la puña salteña, iniciaría la búsqueda del rastro del origen del universo hace 13.800 millones de años.

El viaje del telescopio de microondas del Proyecto QUBIC (Q-U Bolometric Interferometer for Cosmology) que comenzó en Francia y que culminará -si todo sigue tal cual lo previsto- en marzo de 2022 a 5.000 metros de altura en el Observatorio de Alto Chorrillos (Salta) ya se encuentra en sus etapas finales tras ser ensamblado con éxito y mostrar el funcionamiento esperado en las pruebas iniciales.

El extenso periplo tiene un desafío: descubrir la radiación remanente de microondas de la explosión que dio origen al universo… ¡hace 13.800 millones de años! Si el interferómetro bolométrico logra detectar ondas de microondas del universo primigenio se podrá comprobar experimentalmente el paradigma del período inflacionario del modelo cosmológico de la teoría del Big Bang.

Así se verá el Telescopio del Proyecto Qubic en Alto Chorrillos, a cinco mil metros de altura, en la puna salteña (Foto: Proyecto Qubic)Así se verá el Telescopio del Proyecto Qubic en Alto Chorrillos, a cinco mil metros de altura, en la puna salteña (Foto: Proyecto Qubic)
A principios de julio, el telescopio llegó desarmado al puerto de Buenos Aires y fue trasladado a Salta en camión para su integración en el laboratorio de la Regional Noroeste de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), en la capital provincial. Allí es sometido a pruebas de funcionamiento a través de una fuente de calibración.

“Queremos detectar lo que la teoría predice que debe existir como consecuencia de la inflación, ese movimiento donde el universo se expandió a una velocidad exponencial y se definieron sus características”, explica Beatriz García, vicedirectora del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) y a cargo del área de Educación y Difusión del proyecto QUBIC. La investigadora principal del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), indica que la “teoría predice que en el universo primitivo, cuando todavía no había galaxias, ni estrellas, cuando la materia no estaba ni siquiera organizada, aparecieron ondas gravitacionales primordiales”. Son esas ondas las que quieren encontrar a través de este interferómetro bolométrico.

Alberto Etchegoyen, gerente de Tecnología e Investigación de Altas Energías de la CNEA, y representante argentino en el Proyecto Qubic, durante el ensamble del telescopio en la ciudad de Salta. (Foto: Proyecto Qubic) Alberto Etchegoyen, gerente de Tecnología e Investigación de Altas Energías de la CNEA, y representante argentino en el Proyecto Qubic, durante el ensamble del telescopio en la ciudad de Salta. (Foto: Proyecto Qubic)
De conseguirlo, se podrá verificar una parte de la teoría que actualmente mejor explica las observaciones. Mientras imagina que un logro como este sería merecedor de un Premio Nobel, el responsable del Comité Directivo del Proyecto QUBIC y gerente de Tecnología e Investigación de Altas Energías de la CNEA, Alberto Etchegoyen, sigue paso a paso el avance del telescopio de microondas.

“Se terminó de ensamblar y se montó una fuente de calibración que emite una luz parecida a la que vamos a detectar -detalla-. Esa luz entra por la ventana del telescopio, sigue por el camino óptico a través de espejos y es focalizada en el sensor propiamente dicho que es criogénico y de microelectrónica”. Luego el sensor produce la señal que es transferida a la computadora. “Está dando los resultados esperados. Detecta lo que tiene que detectar, funciona bien”, asegura Etchegoyen.

El telescopio viajó en barco desde Francia; de Buenos Aires a Salta en camión, donde se lo ensambla antes de instalarlo en la puna. (Foto: Proyecto Qubic)El telescopio viajó en barco desde Francia; de Buenos Aires a Salta en camión, donde se lo ensambla antes de instalarlo en la puna. (Foto: Proyecto Qubic)
Mientras se continúa con la construcción del albergue del telescopio en Alto Chorrillos a 20 kilómetros de la localidad de San Antonio de los Cobres, seguirán las pruebas en el laboratorio. “Para hacer ciencia -aclara el investigador- hay que ir a 5.000 metros de altura. El instrumento necesita esos cielos y las características de Alto Chorrillos que es casi única en el mundo”.

Cómo funciona el telescopio de microondas
En el proyecto, además de Argentina, participan Estados Unidos, Italia y Reino Unido. (Foto: Proyecto Qubic)En el proyecto, además de Argentina, participan Estados Unidos, Italia y Reino Unido. (Foto: Proyecto Qubic)
En las características del interferómetro bolométrico que trabaja con temperaturas cercanas al cero absoluto o cero grado Kelvin -que son -273 grados Celsius- están depositadas las expectativas de los científicos para conseguir su objetivo.

Esto se debe a que lo que buscan detectar es una muy precisa longitud de onda de microondas que son las del universo primordial. Se trata de energías muy bajas (2.7° Kelvin) pero como el equipo trabaja a una temperatura mucho menor, cuando esta señal llegue se modificará la temperatura y así el sistema podrá detectarla.

“El interferómetro trabaja con temperaturas muy bajas y eso le permite tener escaso ruido ya que hay poca temperatura que es una forma de energía que genera ruidos. Los bolómetros tienen la gran ventaja de poder medir esta radiación de un milímetro y con temperaturas de 2.7 grados Kelvin”, señala Etchegoyen. “Son energías muy bajas las que queremos medir, pero lo haremos a temperaturas mucho menores”.

A su vez García aclara que esta luz empezó a viajar cuando el universo se expandió. “Esos fotones que buscamos, es la radiación cósmica del fondo de microondas. Como viene viajando desde hace más de 13.500 millones de años, esa luz se expandió con el universo y la longitud de onda se hizo mucho mayor por lo que la radiación es de menor energía, son de microondas, frías, de baja energía”. De ser captada, esa radiación proporcionará mucha información. “Es la huella digital de lo que sucedió antes de que los fotones empezaran a viajar libremente. Eso es lo que uno quiere extraer, los datos de adentro de la radiación”, completa García.

El telescopio tiene por objetivo desentrañar los secretos del origen del universo. (Foto: Proyecto Qubic)El telescopio tiene por objetivo desentrañar los secretos del origen del universo. (Foto: Proyecto Qubic)
El lugar es otra de las ventajas del proyecto QUBIC. Alto Chorrillos es considerado ideal para hacer este tipo de búsquedas ya que el cielo suele estar siempre claro, no hay interferencias sonoras ni lumínicas. Y lo más importante: el clima es seco, una característica fundamental para poder detectar estas señales. No podría hacerse en Buenos Aires, por ejemplo, ya que la humedad atenuaría la señal buscada y no se encontrarla. “La humedad absorbe mucho la longitud de onda y desaparece la señal”, explica Etchegoyen.

Según el investigador del CONICET la aparición de estas ondas de microondas del universo primordial no es azarosa sino estadística, por lo que como mucho tardarán tres años y medio en hacer estas mediciones ya que en ese tiempo esperan llegar a una cierta cantidad de flujo.

En Alto Chorrillos, a 20 kilómetros de San Antonio de los Cobres, será instalado el telescopio. (Proyecto Qubic)En Alto Chorrillos, a 20 kilómetros de San Antonio de los Cobres, será instalado el telescopio. (Proyecto Qubic)
En la búsqueda de QUBIC de cosmología experimental participan Argentina, Francia, Italia, Estados Unidos y Reino Unido. En nuestro país el proyecto parte de un acuerdo entre el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Nación, CONICET, CNEA y el Gobierno de Salta.

Además de preparar a técnicos e investigadores argentinos en el manejo del equipo, el proyecto también incluyó la capacitación virtual de guías de la zona para promover el turismo astronómico. Así en San Antonio de los Cobres, a 20 kilómetros de la ubicación del telescopio, se inaugurará un centro de visitantes. Un atractivo más de San Antonio de los Cobres, la penúltima estación del mítico Tren a las Nubes que parte desde la capital provincial.

De Salta al universo y más allá
Se estima que en marzo del año próximo el telescopio comenzará a funcionar. (Proyecto Qubic)Se estima que en marzo del año próximo el telescopio comenzará a funcionar. (Proyecto Qubic)
El experimento QUBIC forma parte del consorcio nacional y provincial “Salta, Ventana al Universo” que busca convertir a la provincia en sede de varias instalaciones científicas en el campo de la astronomía y la astrofísica como el proyecto que se comparte con Brasil LLAMA (Large Latin American Millimeter Array) con un radiotelescopio ubicado en Alto Chorrillos, al igual que QUBIC, o el telescopio TOROS instalado en cerro Macón, también en la puna salteña, cerca del límite con Chile.

Para ello, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de la Nación ha trabajado con la Secretaría de Energía de la Nación para brindar energía eléctrica al sitio de Altos Chorrillos y con el Ente Nacional de Comunicaciones (ENACOM) para extender la red de fibra óptica hasta esos lugares de tan difícil acceso, donde en futuro cercano se develarán secretos de un pasado remoto.

Fuente: Telam

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