Instalada la primera línea de detección del telescopio de neutrinos KM3NeT
Este jueves se ha dado un paso crucial en la construcción del que será el mayor telescopio de neutrinos del mundo, KM3NeT. La colaboración internacional del experimento ha instalado la primera línea de detección frente a las costas de Capo Passero, cerca de Sicilia (Italia). Cada línea de detección se sumerge a 3.000 metros en las profundidades del mar Mediterráneo, y contiene módulos ópticos con fotomultiplicadores que detectan las ‘huellas’ de los neutrinos de alta energía que interaccionan en sus aguas. El Instituto de Física Corpuscular (IFIC, CSIC-UV) ha contribuido de forma importante al éxito de este primer paso en la construcción de KM3NeT.
Cada línea de detección de KM3NeT, de unos 700 metros de longitud, contiene 18 módulos ópticos digitales, cada uno de los cuales alberga 31 fotomultiplicadores que detectan la luz Cherenkov producida tras la interacción de neutrinos de alta energía. Estas líneas se sumergen a 3.000 metros de profundidad en el Mediterráneo, que actúa como detector para estos neutrinos de alta energía. Estas partículas elementales son muy difíciles de detectar, puesto que sólo interaccionan débilmente, pero son muy importantes para comprender el Universo, como atestigua la concesión del Premio Nobel de Física de este año por el descubrimiento de que los neutrinos oscilan y por lo tanto tienen masa.
El despliegue de la línea se ha realizado desde el buque Ambrosius Tide y ha transcurrido sin incidentes. Una vez la línea ha llegado al fondo del mar, un submarino robótico, controlado desde el barco, ha conectado a ella el cable de 100 kilómetros de longitud que permite su alimentación y la transmisión de datos. Unos minutos después de la conexión, los primeros datos han sido tomados con éxito.
El grupo ANTARES-KM3NeT del IFIC ha tenido un papel importante en este primer paso en la construcción del telescopio. Este grupo ha trabajado en el diseño de la tarjeta electrónica principal de los módulos ópticos (Control Logic Board), y en los dispositivos utilizados para la calibración temporal del detector mediante balizas ópticas (nanobeacons), un sistema fundamental para reconstruir las trayectorias de los neutrinos con una precisión del orden del nanosegundo. La participación española en KM3NeT, una colaboración internacional formada por más de 200 científicos de 40 instituciones y 10 países, está liderada por el IFIC.
El proyecto KM3NeT ha sido apoyado por el sexto y séptimo Programa Marco de la Comisión Europea, lo que permitió la realización del estudio de diseño y una fase preparatoria. La idea de construir los módulos ópticos con muchos fotomultiplicadores pequeños, denominados “multi-PMT”, en lugar de usar módulos con un único fotomultiplicador es una de las principales innovaciones respecto a experimentos anteriores como ANTARES (también situado en el Mediterráneo) o IceCube (ubicado en el Polo Sur). Los módulos multi-PMT de KM3NeT ofrecen unas mejores prestaciones y tienen una mayor relación coste-eficiencia.
En poco más de un año se instalarán un total de 31 de estas líneas de detección: 24 en Capo Passero y 7 cerca de Tolón, en la costa francesa. Esta primera fase es el primer tramo del camino para tener dos detectores mayores: KM3NeT-ARCA, en el sitio italiano, con un total de 230 líneas en un volumen de un kilómetro cúbico y optimizado para la búsqueda de fuentes astrofísicas que producen estos neutrinos de alta energía, y KM3NeT-ORCA, en la costa francesa, con 115 líneas en una configuración mucho más densa (un detector de 6 megatoneladas) para medir la jerarquía de masas entre los tres tipos de neutrinos que hay y detectar materia oscura, que forma más de un cuarto del universo pero aún no ha sido detectada.
KM3NeT aumentará el potencial científico de su predecesor, ANTARES, que ha cosechado una variada producción científica: ha realizado el mapa del cielo del Hemisferio Sur a partir de neutrinos, ha establecido límites para detectar materia oscura, ha estudiado sucesos astrofísicos catastróficos, etc.
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