Takaaki Kajita: “La red de telescopios Cherenkov será clave en astrofísica de altas energías”

El japonés que este año ha sido laureado con el Nobel de Física participó el viernes en la ceremonia de primera piedra del mayor telescopio Cherenkov del hemisferio norte. Es el prototipo del LST, de 23 metros de diámetro, en el Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

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De izquierda a derecha, Takaaki Kajita, director del Institute for Cosmic Ray Research (ICRR Tokio) y Juan Carlos Pérez Arencibia, administrador del Observatorio del Roque de los Muchachos. Créditos: Antonio González/IAC.

Japón y España fueron los protagonistas del acto celebrado el pasado viernes en La Palma, donde se presentó el prototipo del LST, siglas en inglés del Large Size Telescope. Con sus 23 metros de diámetro, será el mayor telescopio Cherenkov del hemisferio norte. A la ceremonia, que tuvo lugar en el Observatorio del Roque de los Muchachos, asistió el nuevo Nobel de Física, el japonés Takaaki Kajita, director del Institute for Cosmic Ray Research en Tokio.

Takaaki Kajita, que comparte el premio Nobel con Arthur B. McDonald por su descubrimiento de la oscilación de los neutrinos, afirmó que la red de telescopios Cherenkov (CTA, por sus siglas en inglés), “será el proyecto científico clave en el campo de la astrofísica de altas energías y rayos cósmicos, y debería llevarse a cabo con un esfuerzo común”.

Permitirá la búsqueda de materia oscura y el estudio de la posible estructura cuántica del espacio-tiempo

Las dimensiones del telescopio LST son enormes. Además del gran espejo, la cámara con la que se detecta la luz de los rayos gamma es de 3 metros de diámetro y es una de las más complejas y rápidas del mundo. Esta cámara se ensamblará y pondrá a punto en el Institut de Física d’Altes Energies con tecnología desarrollada en todos los grupos españoles que forman parte de la colaboración.

Una ventana al universo más violento y extremo

El prototipo del telescopio LST, que servirá para validar los telescopios de gran formato de CTA, podría convertirse en el primer telescopio de esta red cuando se concluya el acuerdo para que CTA-Norte se instale en la isla de La Palma. CTA será una nueva gran infraestructura científica equipada con un centenar de telescopios repartidos en dos observatorios (norte y sur), en la que participan más de treinta países y unos 1.500 científicos e ingenieros. Su objetivo es el estudio de la astrofísica de rayos gamma de muy alta energía, que permite conocer el universo más violento y extremo.

Los telescopios Cherenkov no detectan directamente los rayos gamma, sino sus efectos cuando interaccionan con las partículas de la atmósfera terrestre generando una cascada electromagnética. Este tipo de radiación permite estudiar los procesos físicos que liberan más energía en el universo, entre los que se encuentran las explosiones de supernova, los agujeros negros, los microcuásares, los núcleos activos de galaxias y los estallidos de rayos gamma. Permitirá la búsqueda de materia oscura y el estudio de la posible estructura cuántica del espacio-tiempo.

Representación artística de los cuatro LST propuestos para CTA-Norte. Crédito: IFAE, Consorcio CTA.

Amplia participación española

España y Japón son, junto con Alemania, los mayores contribuyentes del consorcio LST, en el que también participan Francia, Italia, Brasil, Suecia, India y Croacia. En España forman parte de la colaboración el Institut de Física d’Altes Energies, el Institut de Ciencies de l’Espai, el Centro de Investigaciones Medioambientales y Tecnológicas, el Institut de Ciencies del Cosmos y la Universidad Complutense de Madrid.

España y Japón son, junto con Alemania, los mayores contribuyentes del consorcio

Durante la ceremonia, Fernando Clavijo, presidente del Gobierno de Canarias, descubrió una placa conmemorativa con el diseño y las principales características del telescopio. En ella intervinieron, además de Kajita, Rafael Rebolo, director del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC); Martín Taño, alcalde de Garafía; Anselmo Pestana, presidente del Cabildo de La Palma; Carmen Vela, secretaria de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación y Kazuhiko Koshikawa, embajador de Japón.

El investigador principal del telescopio, Masahiro Teshima (miembro del ICRR Tokio y director del Instituto Max Planck de física de Múnich) y Manel Martínez (miembro del IFAE, presidente del comité directivo del LST) explicaron las principales características del telescopio y su importancia en la investigación de los rayos gamma cósmicos.

De izquierda a derecha, Fernando Clavijo, presidente del Gobierno de Canarias; Masahiro Teshima, miembro del ICRR Tokio y director del Instituto Max Planck de física de Múnich; Carmen Vela, secretaria de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación; Francisco Sánchez, director fundador del IAC; Anselmo Pestana, presidente del Cabildo de La Palma; y Martín Taño, alcalde de Garafía; observan la placa conmemorativa de la primera piedra del prototipo del LST. Créditos: Antonio González/IAC

Fuente: http://www.agenciasinc.es/Noticias/Takaaki-Kajita-La-red-de-telescopios-Cherenkov-sera-clave-en-astrofisica-de-altas-energias

Nobel de Física para dos pioneros en el estudio de los neutrinos, las partículas elementales más escurridizas

Premio Nobel de Física para dos pioneros en el estudio de las partículas elementales de la materia

Los neutrinos saltaron a la fama hace tres años, cuando un equipo de científicos sugirió que viajaban más rápido que la luz, poniendo en entredicho la Teoría de la Relatividad. Nuevos experimentos demostraron pronto que los científicos del Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) que llevaron a cabo esas mediciones estaban equivocados. Sus sorprendentes resultados, que apuntaban a que los neutrinos eran 60 nanosegundos más veloces que la luz, se debieron a un error. Albert Einstein seguía teniendo razón.
Pese al fiasco, estas escurridizas y abundantes partículas elementales no han perdido un ápice de interés para los científicos. De hecho, han sido las protagonistas del Nobel de Física 2015, que ha sido concedido a los dos investigadores que descubrieron las oscilaciones de los neutrinos y demostraron que estas partículas tienen masa (durante mucho tiempo se pensó que no la tenían). El japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur B. McDonald comparten este año el prestigioso galardón.
El mundo está lleno de neutrinos. Están por todas partes, aunque no podamos verlos o sentirlos (por eso también se les conoce como partículas fantasma). Después de los fotones (partículas de luz), son los más abundantes en el cosmos. La Tierra está siendo constantemente bombardeada por ellos.

Partículas camaleónicas

Su origen es diverso. Muchos se forman a partir de reacciones entre la radiación cósmica y la atmósfera terrestre. Otros tienen su origen en las reacciones nucleares que tienen lugar en el interior del Sol. Tras décadas de estudio, los científicos averiguaron que son partículas camaleónicas, es decir, se transforman durante su viaje a la Tierra, o como dicen los investigadores, cambian de identidad. Y si sabemos todo esto, es en gran parte gracias a Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald.
«Para entender las oscilaciones de neutrinos, uno de los campos más activos en la Física de Partículas, es necesario saber que hay tres identidades de neutrinos: electrónica, muónica y tauónica. Si no tuviera masa, un neutrino creado con una identidad la mantendría durante toda su existencia», explica José Ignacio Crespo Anadón, investigador del CIEMAT, el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas.

El detector Super-Kamiokande de Japón. ICRR

Durante la rueda de prensa que ofreció el martes por la mañana desde su casa, McDonald, que sigue activo a sus 73 años, calificó como un «momento Eureka» la captura de neutrinos en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO), construido en las profundidades de una mina de Ontario.
Y es que para poder detectarlos e investigar su naturaleza, ha sido necesario disponer de grandes detectores subterráneos, donde se han desarrollado los experimentos liderados por los dos premiados: el detector Super-Kamiokande de Japón, y el SNO de Canadá. Instalaciones que Michel Sorel, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto de la Universidad de Valencia y del CSIC, define como «catedrales de la física».
Corría el año 1998 cuando Takaaki Kajita presentó su descubrimiento de que los neutrinos parecían sufrir una metamorfosis cuando eran detectados en el Super-Kamiokande.
Posteriormente, el equipo que Arthur B. McDonald lidera en Canadá demostró que los neutrinos que proceden del Sol no desaparecen durante su viaje a la Tierra. Los capturaron cuando llegaron al Observatorio de Neutrinos Subdury, aunque vieron que habían sufrido una metamorfosis. Así, los científicos pudieron resolver el puzle de los neutrinos.
«Fue un juego de equipo. Los japoneses detectaron la anomalía y los canadienses la explicaron», resume el luxemburgués Michel Sorel, que considera que se trata de un «Nobel hipermerecido».
«Interaccionan de manera muy débil. Aunque hay miles de millones de neutrinos, atraviesan todo sin dejar casi señal. Por eso, para observar una fracción muy pequeña de los neutrinos que llegan hacen falta detectores muy grandes», explica María Chamizo, investigadora del CIEMAT y del experimento CMS del gran detector LHC del CERN.
«Son las partículas más ligeras que conocemos. Y sospechamos que el hecho de que sean tan poco masivas puede estar relacionado con una física que va más allá del Modelo Estándar, que es una teoría que se ha desarrollado a lo largo del siglo pasado y de este, y que lo explica todo. Sin embargo, sabemos que faltan cosas. Y estamos buscando precisamente esas desviaciones», explica Juan José Hernández, director del IFIC e investigador del telescopio de neutrinos KM3NET, que está siendo desplegado en Sicilia y el sur de Francia. «Los neutrinos son el primer indicio de que hay física más allá del Modelo Estándar», añade. «Sospechamos que los neutrinos guardan información sobre la asimetría que hay en el Universo entre materia y antimateria», señala.
Estas partículas también tienen implicaciones para la cosmología y la astrofísica: «Los primeros neutrinos se produjeron durante el Big Bang, por lo que contienen información de los primeros instantes del Universo y de cómo ha evolucionado, pues se producen también en otras reacciones, en el Sol, en explosiones de supernova...», señala Chamizo. La investigadora considera que el Nobel de este año, que se suma al que hace dos años premió a Peter Higgs y François Englert por la teoría del bosón de Higgs, «es un reconocimiento al trabajo de los físicos de partículas».
Pero sobre los neutrinos todavía planean muchos interrogantes, y para responderlos, dice Juan José Hernández, en los últimos años han surgido gran cantidad de experimentos:«Desconocemos todavía muchas cosas. Por ejemplo, su masa. Sabemos que son ligerísimos pero no sabemos cuánto. También desconocemos su naturaleza, ¿es su propia antipartícula», enumera.
El lunes se falló el Premio de Medicina, que ha sido otorgado a William C. Campbell y Satoshi Omura por descubrir una nueva terapia contra infecciones de lombrices redondas (nemátodos) y Youyou Tu por desarrollar un tratamiento novedoso contra la malaria.

LOS PREMIADOS

Takaaki Kajita. Nacido en 1959 en la ciudad de Higashimatsuyama, Japón. Se doctoró en 1986 en la Universidad de Tokio. Es director del Instituto para la Investigación de la Radiación Cósmica y profesor de la Universidad de Tokio. Arthur B. McDonald. Nació en 1943 en Sydney, Canadá. Se doctoró en 1969 en el Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, EEUU. Actualmente es profesor emérito en la Universidad de Queen, en Kingston, Canadá.

Fuente: http://www.elmundo.es/ciencia/2015/10/06/5613975c22601dd4168b457d.html