¿Cómo fueron los primeros instantes de la vida del universo? La pregunta que a tantos físicos, astrónomos y filósofos desveló durante siglos, encierra uno de los grandes enigmas y es el mayor objetivo de la cosmología moderna.
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¿Cómo fueron los primeros instantes de la vida del universo? La pregunta que a tantos físicos, astrónomos y filósofos desveló durante siglos, encierra uno de los grandes enigmas y es el mayor objetivo de la cosmología moderna.
La teoría que mayor aceptación científica tiene en la actualidad es la de la "inflación cósmica", que describe una fase de expansión extraordinariamente rápida cuando el universo tenía apenas unas pocas fracciones de segundo de antigüedad.
Qubic, un novedoso instrumental astronómico que se instalará en Alto Chorrillos, cerca del sitio donde se espera el montaje final del radiotelescopio Llama, fue diseñado para confirmar esta teoría desde la Puna salteña.
Qubic es un singular telescopio de microondas que no trabajará con luz visible, sino con radiación que excede a la región de energía detectable por el ojo humano. Se trata, en su concepto tecnológico específico, de un interferómetro bolométrico desarrollado para encontrar, por primera vez en la radiación de fondo cósmico, el rastro de las ondas gravitacionales primordiales que tuvieron lugar tras la primera explosión del universo, hace 13.800 millones de años.
Detectar la radiación remanente del universo temprano, que tiene características específicas inequívocas, sería probar en concreto la teoría del Big Bang con datos duros y ciencia básica fundamental.
Así lo explicó Alberto Etchegoyen, director del Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (Iteda) y representante argentino ante el comité internacional del proyecto Qubic.
En Alto Chorrillos
En el cerro Vecar, a unos 4.900 metros de altura sobre el nivel del mar, un equipo de técnicos y operarios calificados terminó de hormigonar el mes pasado las bases de la estructura que albergará al instrumental astronómico procedente de París (Francia). Las piezas llegarán al puerto de Buenos Aires el próximo jueves. Diez días más tarde los componentes tecnológicos serán descargados en la sede de la Regional Noroeste de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA), ubicada cerca del predio de la Universidad Nacional de Salta (UNSa), en la zona norte de la capital provincial
Allí, en un nuevo edificio que se construyó y equipó para funcionar como laboratorio de integración del proyecto Qubic, se realizará la puesta a punto del interferómetro antes de encarar su montaje definitivo en el sitio cero, localizado a 20 kilómetros en línea recta de San Antonio de los Cobres.
Etchegoyen, físico argentino doctorado en Oxford e investigador principal del Conicet, afirmó que el primer interferómetro bolométrico “a principios de 2022 estará observando el cielo desde Alto Chorillos”.
Qubic (Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology) es una colaboración internacional de cosmología observacional en la que participan 22 universidades, organismos científicos y centros de investigación de Francia, Italia, el Reino Unido, Irlanda, Estados Unidos y Argentina.
La tecnología
“Los bolómetros son microsensores que trabajan a muy bajas temperaturas y que al detectar la radiación de fondo cósmico de microondas (RFCM) se calientan, cambiando así la resistencia eléctrica del material. De esta forma permiten su detección”, explicó Etchegoyen.
El interferómetro bolométrico que se instalará en Alto Chorrillos operará dentro de un recinto cilíndrico (criostato), de 1,80 metros de alto por 1,60 metros de diámetro, que lo protegerá y mantendrá a una temperatura muy baja (-269°C).
Estará abierto al cielo a través de una ventana, de 45 centímetros de diámetro, concebida en polietileno rígido y transparente a la radiación de microondas que medirá en el cosmos. Las señales serán captadas por un conjunto de 1.024 fotodetectores.
Etimológicamente, bolómetro proviene del griego y significa medición de haz de luz. Etchegoyen precisó que este tipo de microsensores, “al trabajar a temperaturas cercanas al cero absoluto tienen muy poco ruido electrónico, o sea que la relación señal/ruido es muy buena”. El referente científico de Qubic en Argentina destacó que otro tipo de sensores de luz son los interferómetros, que permiten determinar la longitud de onda de la luz incidente. “Lo que hace único a Qubic es la unión de ambas tecnologías”, subrayó, tras resaltar que la interferometría bolométrica asegurará un bajo ruido y posibilitará distinguir otras señales contaminantes provenientes de nuestra galaxia.
El costo del primer instrumento en su tipo fue de 3,7 millones de euros. “Ese presupuesto no incluye los trabajos de infraestructura en el sitio, los salarios ni viajes involucrados”, remarcó Etchegoyen. “Incluyéndolos, el costo a finales de 2019 fue de 15,8 millones de euros”, acotó, y dijo que “la idea es mejorar a posteriori la sensibilidad en un orden de magnitud con nuevos bolómetros interferométricos”.
Obras y servicios en el sitio
El edificio que albergará al telescopio Qubic en Alto Chorrillos ya tiene la ingeniería terminada, el permiso de construcción emitido y los materiales comprados. Así lo anunció Alberto Etchegoyen.
El astrofísico señaló que en el sitio de observación se instalarán dos generadores eléctricos y un sistema de comunicación que tienen todas las especificaciones terminadas. "Durante este invierno se está trabajando en la prefabricación de los elementos estructurales del albergue del telescopio. En primavera, cuando la temperatura lo permita, continuarán las obras en el sitio y se espera concluirlas a fin de año", detalló Etchegoyen, y afirmó que inmediatamente después se iniciará el montaje y puerta en marcha del telescopio.
"Qubic Argentina ha trabajado arduamente para cumplir con sus responsabilidades y estará preparada para recibir el instrumento de acuerdo con el cronograma del proyecto", aseguró el referente argentino ante el comité internacional.
Etchegoyen destacó que en el marco del proyecto Qubic también se desarrollan tecnologías de frontera en microsensores. "La sensibilidad y la posibilidad de medir lo buscado depende de los instrumentos de detección. No pueden ser comprados, sino diseñados y probados por los científicos y técnicos del proyecto", aclaró.
En este punto, destacó que en el Centro Atómico Constituyentes de la CNEA "se trabajó en el desarrollo de un proceso para fabricar membranas sin tensión interna para emplazar al microsensor en su centro. También se diseñaron y fabricaron en colaboración con el Karlsruhe Institute of Technology (KIT) de Alemania prototipos del sistema de lectura y de la electrónica", acotó.
Un laboratorio en la sede de la CNEA
En la sede regional de la CNEA, ubicada sobre la avenida Bolivia, en la zona norte de la ciudad de Salta, se construyó el laboratorio de integración de Qubic. Allí, en dos semanas se iniciará la puesta a punto de todos los componentes que llegarán desde Europa.
En el laboratorio el instrumental astronómico será reensamblado y probado en su montura antes de ser trasladado al sitio cero.
El laboratorio de integración fue diseñado y construido por personal de la central cordobesa de la CNEA.
Comprende un área de trabajo de 20 metros de largo, por 10 de ancho y 6 de alto, además de un espacio de almacenamiento, un sector de taller e instalaciones sanitarias.
En el segundo piso cuenta con una sala de conferencias y una amplia oficina.
Ya se adquirió todo el equipamiento y se contrataron las conexiones eléctrica y de internet.
Actualmente hay 50 argentinos ocupados por Qubic, aunque no todos trabajan a tiempo completo. Recientemente fueron contratados tres salteños con dedicación exclusiva, dos de ellos en San Antonio de los Cobres y el tercero para el laboratorio de Integración, al que se sumarían otros dos en breve.
La obra civil de Alto Chorrillos se ejecutará con personal de la zona.