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18 mayo 2024

El LSC, un laboratorio bajo 800 metros de roca del Pirineo para entender cómo empezó todo

Canfranc es un nombre que evoca varias cuestiones a la vez. Desde el paisaje del Pirineo aragonés a la majestuosidad de su estación de tren internacional. También, las intrigas que vivió este municipio durante la Segunda Guerra Mundial, siendo terreno de espías. Y, desde finales del siglo XX, la localidad altoaragonesa también está asociada a la vanguardia científica gracias a su laboratorio subterráneo, un centro de referencia internacional encajado en el túnel del Somport, el que une España y Francia, bajo 800 metros de la roca que da forma al monte Tobazo. Este escudo natural permite trabajar a los científicos aislados de los rayos cósmicos y estudiar partículas tan especiales como los neutrinos, que pueden ayudar a entender los orígenes de la materia, acercarse a la materia oscura o comprender cómo se desarrollan organismos vivos en un entorno sin radiación.

Por poner un ejemplo de su peso, basta con decir que su plantilla fija está formada por una treintena de personas, pero sus instalaciones acogen a más de 250 investigadores de 51 centros y de once nacionalidades distintas. Y, por supuesto, desarrolla experimentos de vanguardia que sitúan a este laboratorio en un lugar privilegiado. “Desde luego, es único en España y es el segundo en importancia en Europa; es una joya tener una instalación como esta, que lo que hace es atraer a científicos e ingenieros de todo el mundo”, explica el director del Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), Carlos Peña Garay.

Estación Internacional de Canfranc. LSC Laboratorio subterráneo de Canfranc
Estación Internacional de Canfranc.

Fue en 1985 cuando se puso en marcha este centro, a iniciativa de científicos de la Universidad de Zaragoza. La ubicación entre el actual túnel de carretera y el antiguo ferroviario, abandonado desde los años 70, fue la elegida por el grupo de investigación de Física Nuclear del Campus aragonés para sembrar lo que actualmente es este laboratorio. Desde entonces, se ha ido ampliando y renovando y, actualmente, ocupa la segunda posición en tamaño en Europa entre los de su clase.

Un paraguas contra los rayos cósmicos

Además, el LSC está considerado como una ITCS, es decir, una Instalación Científica Técnica Singular, como el supercomputador Mare Nostrum de Barcelona o el Gran Telescopio de Canarias. Un consorcio formado por el Ministerio de Economía y Competitividad, el Gobierno de Aragón y la Universidad de Zaragoza gestiona actualmente el centro.

En él, hasta una veintena de experimentos de física, biología, geología y otras ramas de la ciencia se desarrollan en un entorno excepcional. “Cuando los científicos y los ingenieros construyen detectores muy sensibles, en superficie lo que van a medir es fundamentalmente los rayos cósmicos”, cuenta el director. “Para poder utilizar esos detectores y descubrir fenómenos nuevos o caracterizarlos en alta sensibilidad, hay que protegerlos, y eso es lo que hacemos poniendo tierra de por medio”, continúa. “De alguna forma es ponerles una especie de gafas de sol o de paraguas que haga que eliminemos ese ruido cósmico”, zanja.

Un paraguas de 800 metros de roca que permite, por ejemplo, llevar a cabo el experimento NEXT, el más importante actualmente en el LSC. Está centrado en demostrar que los neutrinos “tienen una propiedad muy especial”, relata Peña, “son a la vez materia y antimateria”.

Interior del LSC, en Canfranc. LSC Laboratorio subterráneo de Canfranc
Interior del LSC, en Canfranc.

“Demostrando que son materia y antimateria podríamos explicar y entender cómo el universo, en la primera fracción de segundo, fue capaz de formar un poco más de materia, que somos nosotros, y no nuestro alter ego, que es la antimateria”, añade el científico.

Para ello, NEXT utiliza xenón 136, un gas “muy especial”, ya que su núcleo “tiene una desintegración muy rara y especial, emite dos electrones a la vez”. En esa emisión, además, aparecen “dos partículas que conocemos menos y que son como fantasmas”, ejemplifica el responsable del centro. Esto es: los neutrinos.

Tras la materia oscura

El proyecto ANAIS, liderado por la investigadora de la Universidad de Zaragoza Marisa Sarsa, es el otro buque insignia del centro. “En este caso, busca una componente de la materia que es muy diferente a la que formamos parte nosotros”, desvela Peña. Se trata de la materia oscura y aglutina nada menos que el 84% de la materia que hay en el universo. “Sabemos que existe porque la notamos por gravedad, pero no la podemos ver”, señala.

Este proyecto usa cristales de yoduro de sodio y tiene como objetivo intentar verificar o refutar un experimento italiano, el DAMA/LIBRA, “que observó una señal compatible con la existencia de materia oscura”, destaca el director. “Anais está compitiendo con otros dos experimentos en el mundo -uno en Corea del Sur y otro en Estados Unidos- y, de hecho, es el que lleva ventaja, así que estamos muy orgullosos”, recalca.

Antiguo túnel ferroviario del Somport.LSC Laboratorio subterráneo de Canfranc
Antiguo túnel ferroviario del Somport.

El LSC va más allá de estas dos investigaciones bandera y se configura como “un hotel de experimentos con un montón de servicios”, ejemplifica Peña. Así, el centro está siendo pionero en el desarrollo de áreas “como por ejemplo estudiar qué le pasa a la vida cuando estás en ausencia de muones -una partícula cargada similar al electrón, pero con una masa 200 veces superior- y de radiación cósmica”.

Canfranc, con el Hyper-KamioKande

Hablando de biología, y preguntado por cuál debería ser el futuro del laboratorio, su director reflexiona: “Una de las cosas más interesantes que aprendes en biología es que el futuro, en general, es la extinción”. Y añade: “Todo, como creación humana, al final, se extinguirá, dejará de tener sentido; solo existiremos mientras tengamos sentido, es decir, tengamos esa utilidad, que es dar servicio a una comunidad científica que tiene inventos y donde es imprescindible o necesario tener un recurso como este”.

Un futuro que, entre otras acciones, pasa por ser el centro coordinador de la contribución española para la construcción del Hyper-KamioKande, un gigantesco experimento japonés que busca ahondar en el conocimiento de los neutrinos y sus propiedades.

Este proyecto está compuesto por un tanque gigante de agua ultrapura de 68 metros de diámetro y otros 71 de altura que se instalará en Japón, en un espacio similar al del LSC. “En esa oscuridad vamos a poder ver neutrinos que vienen de estrellas y, viendo esos neutrinos, vamos a poder saber qué les está pasando por dentro”, ilustra Peña.

Pues bien, el laboratorio de Canfranc será el que coordinará las acciones en las que participará España, lo que supone “un 3% del presupuesto total” y un 10% del dedicado a la construcción del detector. “Hay mucho trabajo industrial, el 75% del presupuesto es para que nuestra industria construya componentes que luego enviaremos a Japón”, concluye.

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