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El futuro de la ciencia de los neutrinos ya está presente.
El 5 de Septiembre, 2015, el Dr. Julián Felix y el Dr. Gerardo Zavala -profesores de la Universidad de Guanajuato- tramitaron la adscripción de la Universidad de Guanajuato a la colaboración internacional DUNE (acrónimo inglés de Deep Underground Neutrino Experiment)- http://www.dunescience.org-.
Y fue aceptada, después de una presentación formal en el pleno del IB ( Institutional Board, panel de representantes institucionales) celebrado en Fermilab. El Dr. Julián Felix quedó como el representante institucional por la Universidad de Guanajuato.
La colaboración DUNE está formada, actualmente, por más de 750 físicos de más de 150 instituciones provenientes de al menos 26 países, alrededor del mundo. Fue creada en Enero del 2015. Es dirigida por los profesores André Rubbia -del Tecnológico de Zurich- y Mark Thomson -de la Universidad de Cambridge, UK-. Trabaja coordinadamente con el LBNF (Large Base Neutrino Facility) para asegurar el desarrollo coordinado de la infraestructura y los detectores indispensables para el desarrollo del programa científico: física de neutrinos, física de hadrones, entre otros muchos tópicos.
DUNE es un mega proyecto científico internacional organizado por la comunidad de científicos de física de altas energías que se dedican, principalmente, a la física de neutrinos.
Es líder internacional en el estudio de la ciencia de los neutrinos y del decaimiento del protón, a nivel internacional, especialmente a nivel Latinoamérica. La Base está en Fermilab ( http://www.fnal.gov ), Batavia IL, USA, con el que la Universidad de Guanajuato mantiene relaciones académicas y científicas desde hace más de 25 años. Desarrollará la física de los neutrinos del Siglo XXI a gran escala.
El experimento DUNE está diseñado para realizar descubrimientos científicos que transformarán nuestro entendimiento científico de los orígenes y la evolución del universo. Está planeado para resolver preguntas como las siguientes:
1. ¿En los neutrinos existe la simetría materia-antimateria? Al contestar esta pregunta se esclarecerá por qué el estado de materia fue preponderante sobre el estado de antimateria en los instantes en que se generó el universo, y por qué no lo fue sobre la antimateria.
2. Con el detector DUNE se observarán miles de neutrinos generados en los núcleos de las estrellas, especialmente durante el colapso de estrellas súper-novas (en realidad súper viejas estrellas) en la Vía Láctea; y con este escudriñe de la recién formada estrella de neutrones, podremos potencialmente presenciar el nacimiento de un hoyo negro.
3. DUNE estará constituido por el detector criogénico de partículas más grande el mundo, emplazado cerca de 1500 metros bajo tierra, en las minas de Sanford, USA -actualmente un campus universitario bajo tierra-. Con este dispositivo será posible ver el decaimiento del protón, si ocurriera, y buscar la relación entre la estabilidad de la materia y la gran unificación de las fuerzas elementales.
El complejo de detectores del experimento DUNE estará constituido por un detector cercano, en el laboratorio Fermi donde se originará el haz de neutrinos, y un detector lejano, en los campos de Sanford, separados 1300 km. Esta separación es óptima para estudiar la violación de simetrías y de otras propiedades de los neutrinos que son cruciales para entender el origen del universo.
Los neutrinos creados en el haz del LBNF viajarán 1300 km hasta pasar por el detector lejano de DUNE, en los laboratorios Sanford. La trayectoria del haz de neutrinos será en línea recta a través de la corteza terrestre.
Los neutrinos, como interaccionan muy débilmente, pasan miles de millones de kilómetros de roca sólida sin interactuar. Raramente interactúan con la materia ordinaria. Por esta razón, no se requiere un túnel para enviar neutrinos desde Fermilab a Sanford.
Como los neutrinos interaccionan esporádicamente con la materia ordinaria, no hay peligro para los seres vivos o la tierra en este haz de neutrinos que se enviará de Fermilab a Sanford.
Los neutrinos son quizá las partículas más abundantes en el universo, miles de millones de veces más abundantes que las partículas que constituyen las estrellas, los planetas, y las personas. Cada segundo, un millón de millones de neutrinos, provenientes del sol y de otros objetos celestes, pasan sin sentirse por cada centímetro cuadrado del cuerpo de los humanos y de los objetos. A las energías ordinarias, de todos los días, los neutrinos son completamente inocuos para los seres vivos.
En estas condiciones, quizá un neutrino golpee una persona en la vida promedio de 75 años de los humanos actuales.
La colaboración DUNE, de la que la Universidad de Guanajuato y México forman parte, es una gran oportunidad para la comunidad científica mexicana, e internacional, que se dedica al estudio de los neutrinos y de la física de altas energías experimental, y para los jóvenes estudiantes que se están formando.
Lo es también para las empresas contratistas mexicanas porque habrá oportunidad para concursar por los contratos de construcción de la infraestructura y el equipo científico necesario en la colaboración DUNE.
Un estudiante participante -desde la licenciatura al doctorado- aprenderá física de altas energías, la física del Modelo Estándar de las partículas elementales, a construir y probar equipo científico, instrumentación electrónica, computación, súper computación, toma de datos, electrónica, análisis de datos, estadística, técnicas de simulación, física de neutrinos, a realizar investigación científica al más alto nivel académico, y a relacionarse con la comunidad científica internacional en física de neutrinos.
La base de la colaboración de la Universidad de Guanajuato y DUNE es el Laboratorio de Partículas Elementales de la Universidad de Guanajuato http://laboratoriodeparticulaselementales.blogspot.mx/).
Mayor información para los estudiantes que deseen participar, contactar:
Dr. Julián Félix (felix@fisica.ugto.mx).
Laboratorio de Partículas Elementales, Departamento de Física, División de Ciencias e Ingenierías, Campus León. Universidad de Guanajuato
Felix@fisica.ugto.mx
