Observatorio en valle del Colca para conocer misterios del universo

El cañón del Colca, en Arequipa, se ha convertido en una alternativa para albergar un observatorio científico que detecte las partículas más misteriosas y menos estudiadas del universo: los neutrinos.

Estos componentes invisibles viajan por el universo y atraviesan los cuerpos. Según el físico peruano Carlos Arguelles, comprender su dinámica permitiría entender cómo puede evolucionar el cosmos.

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Proyecto Tambo

Carlos Arguelles ideó el proyecto del observatorio en el Colca, denominado Tambo (Tai Air-Shower Mountain-Based Observatory).

Desde el 2020, el físico con el grado de doctor es profesor de la Universidad de Harvard y en el 2021 recibió el premio Young Scientist Prize in Astroparticle Physics por parte de la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada (Iupap). Esto a raíz de su desempeño y trabajo para estudiar astropartículas como los neutrinos.

Junto a su equipo, Arguelles recorrió esta semana el valle del Colca localizado en la provincia de Caylloma, en la búsqueda del lugar ideal para una futura instalación del observatorio Tambo.

Luego de la visita a varios puntos del valle, el equipo identificó una zona cercana al distrito de Tapay. Sus condiciones geográficas y dotación de servicios la hacen un área con las condiciones necesarias para instalar el observatorio.

¿Por qué el Colca?

En el mundo, solo hay tres cañones con las características de geometría y la suficiente cantidad de materia para capturar la interacción de un neutrino, dice Arguelles. Uno localizado en China, el cañón de Colorado en Estados Unidos y el del Colca.

Por eso, se ha escogido el cañón de la provincia cayllomina. Si se trazan líneas imaginarias sobre el paisaje de la zona cercana a Tapay, se puede ver lo que los científicos están buscando: una forma de V.

El físico explicó que, como un neutrino puede atravesar los cuerpos, al traspasar una gran cantidad de materia como la que tiene una montaña, golpeará contra el átomo y producirá una cascada de partículas debido a esa interacción. La cascada se extenderá más allá de la montaña emitiendo luz y radiación. Lo que se busca con Tambo es capturar esa interacción.

En la Universidad de Harvard, el equipo del físico peruano está desarrollando la simulación del proyecto que usará una combinación de tanques de agua y paneles de plástico centelladores. Además, se incluye la colocación de 10.000 sensores. En el laboratorio de la prestigiosa universidad estadounidense, se tiene el material para construir 10 unidades de los sensores. Para el 2023, planean la colocación de estos diez con el fin de probar su funcionamiento.

El proyecto cuenta con la colaboración de la Pontificia Universidad Católica del Perú y la Universidad Nacional de San Agustín. La idea de Arguelles es que más universidades se sumen para hacer posible el proyecto.

Conectados a materia oscura

Estudiar los neutrinos puede dar respuestas a problemas muy importantes en la física fundamental. Arguelles explica que lo que se sabe es que el 25% de la materia que compone el universo está conformada por protones y electrones.

El 75% restante es algo que se conoce como materia oscura, que en realidad no se sabe lo que es. “Los neutrinos son las partículas que posiblemente estén conectadas a la materia oscura. Entender esos neutrinos que vienen del espacio, donde sabemos que hay materia oscura, nos puede dar conocimiento de ello”, comenta el científico.

En Tambo, se espera ver en un lapso de tres años, 15 neutrinos tauónicos, que son los más difíciles de detectar y los menos estudiados.

Arguelles destaca que el proyecto no solo es importante para la ciencia, sino que tendrá repercusiones sociales, tecnológicas relevantes, incluso turísticos.

“Cuando construyamos el observatorio Tambo, la comunidad que vive en el valle puede estar orgullosa de que tiene ese observatorio y entienda esa importancia. Eso solo se puede lograr con programas de educación, donde nuestros científicos irían a colegios, a charlas y eso en general incrementaría y mejoraría la educación local”, remarcó.

Primer observatorio de rayos gamma

En esta provincia también se evalúa un observatorio de Rayos Gamma que pronto funcionará en el sector de Patapampa en el distrito de Yanque.

El físico peruano con grado de doctor, José Bellido Cáceres, quien actualmente es docente en la Universidad de Adelaide en Australia, es el impulsor de este proyecto y cuenta con la colaboración de la UNSA. El Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Sur (SWGO) permitirá estudiar los rayos gamma que son como la luz pero de diferente color.

“Son rayos que no ven nuestros ojos, queremos detectar los que más energía tienen”, explicó José Bellido.

Para empezar, se escogió este lugar en el hemisferio sur por su altura y por su terreno plano. Yanque e Imata cumplían esas características. Pero se ha decidido que sea el primer lugar

El proyecto está en una etapa de diseño, se están construyendo los detectores en Australia que serán enviados a Arequipa para ver cómo funcionan. Mientras que los sensores y la electrónica para la adquisición de datos, se está construyendo en Alemania. Bellido contó que entre enero y febrero se espera construir en Yanque el prototipo consistente en tanques de agua de 4 metros de altura.

El científico manifestó que un observatorio como este permitirá generar nuevo conocimiento y entender el mundo en el que vivimos y de donde viene la energía de los rayos gamma. “Las hipótesis de la producción de esta radiación son muy limitantes (…) especialmente en el centro de la galaxia, donde hay un gran agujero negro que atrae todo lo que está a su alrededor y parece que eso emite mucha radiación”, explicó.