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El Proyecto DUNE enterrará 70 mil toneladas de argón líquido para estudiar neutrinos y el origen de la materia en el Universo.
En 2026, en el subsuelo profundo de Lead, Dakota del Sur, el Fermi National Accelerator Laboratory, vinculado al Departamento de Energía de los Estados Unidos, avanzó en una de las máquinas más ambiciosas de la física moderna: el Deep Underground Neutrino Experiment, DUNE. Según el Fermilab, el experimento internacional fue diseñado para investigar por qué el Universo está dominado por materia y no por antimateria, utilizando detectores gigantes instalados a casi 1,5 kilómetros de profundidad en el Sanford Underground Research Facility.
La escala de la estructura parece sacada de la ciencia ficción. De acuerdo con el Sanford Underground Research Facility, el 7 de mayo de 2026, DUNE entró en una nueva etapa con el inicio del descenso de 10 millones de libras de vigas de acero para formar los detectores subterráneos, cada uno diseñado para albergar 17 mil toneladas de argón líquido. Cuando esté en operación, el sistema enviará el haz de neutrinos más intenso del mundo por aproximadamente 800 millas, o 1.300 kilómetros, desde Fermilab, en Illinois, hasta los detectores enterrados en Dakota del Sur, atravesando roca y tierra sin necesidad de túnel.
El objetivo final es observar cómo estas partículas casi invisibles cambian durante el viaje subterráneo y descubrir si los neutrinos contienen pistas sobre el origen de la asimetría entre materia y antimateria después del Big Bang.
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DUNE quiere resolver por qué la materia venció a la antimateria después del Big Bang
Una de las mayores preguntas de la física moderna involucra la existencia de la materia. Según los modelos actuales, el Big Bang debería haber producido materia y antimateria en cantidades prácticamente iguales.
El problema es que, cuando materia y antimateria se encuentran, ambas se aniquilan. Aun así, el Universo actual está dominado por materia. Los científicos creen que los neutrinos pueden esconder la respuesta a este desequilibrio cósmico.
Estas partículas poseen propiedades extremadamente inusuales y cambian de “tipo” mientras viajan por el espacio. El DUNE fue diseñado precisamente para estudiar estas transformaciones con una precisión sin precedentes.
El proyecto enterrará 70 mil toneladas de argón líquido en detectores gigantescos
El corazón del experimento estará formado por enormes detectores llenos de argón líquido ultrapuro. En total, el sistema deberá utilizar cerca de 70 mil toneladas de este material en tanques subterráneos gigantescos.
El argón líquido funciona como medio detector porque produce señales cuando los neutrinos interactúan con sus átomos.
El observatorio principal de DUNE se instalará en el Sanford Underground Research Facility, en el estado de Dakota del Sur. La instalación se encuentra a más de 1 kilómetro bajo la superficie, protegida por enormes capas de roca. Esta profundidad reduce las interferencias causadas por los rayos cósmicos y otras partículas atmosféricas.
El haz de neutrinos atravesará la Tierra por 1.300 km
El experimento tendrá dos puntos principales. El primero estará en Fermilab, cerca de Chicago, donde los científicos producirán haces intensos de neutrinos.
Estas partículas serán lanzadas hacia el detector subterráneo en Dakota del Sur, atravesando cerca de 1.300 kilómetros de roca sólida sin necesidad de túneles. Los neutrinos son conocidos como “partículas fantasma”.
Poseen una masa extremadamente pequeña y casi no interactúan con la materia. Billones de ellos atraviesan el cuerpo humano cada segundo sin ningún efecto perceptible.
Esto hace que su detección sea extremadamente difícil y exige máquinas gigantescas para registrar colisiones rarísimas.
El argón líquido ayuda a capturar eventos extremadamente raros
Cuando un neutrino finalmente interactúa dentro del detector, produce partículas cargadas que dejan rastros en el argón líquido.
Sensores ultrasensibles registran estas señales para reconstruir el evento. El sistema funciona casi como una cámara tridimensional para partículas invisibles. El proyecto forma parte de la nueva generación de observatorios gigantes dedicados al estudio de neutrinos.
Junto a proyectos como Hyper-Kamiokande, JUNO e IceCube, DUNE se une a la carrera global para entender estas partículas misteriosas. La diferencia es que cada experimento utiliza métodos y fuentes diferentes.
El proyecto también puede detectar explosiones de estrellas distantes
Además de los haces artificiales de neutrinos, DUNE podrá registrar neutrinos naturales provenientes del espacio. Las explosiones de supernovas, por ejemplo, liberan enormes cantidades de estas partículas.
Detectar este tipo de evento ayudaría a los científicos a estudiar fenómenos extremos relacionados con la muerte de estrellas gigantes. El tamaño de los detectores ha convertido el proyecto en un enorme desafío de ingeniería.
Las cavernas subterráneas tuvieron que ser excavadas para albergar estructuras gigantescas llenas de argón líquido criogénico. Mantener la estabilidad térmica, la pureza química y el aislamiento adecuado es una parte crítica del experimento.
Temperaturas extremadamente bajas mantienen el argón en estado líquido
El argón solo permanece líquido a temperaturas extremadamente bajas. Esto requiere sistemas criogénicos complejos que funcionen continuamente dentro de la instalación subterránea.
Cualquier contaminación o variación significativa de temperatura puede comprometer las mediciones. DUNE producirá cantidades gigantescas de información.
Sistemas avanzados de inteligencia artificial se utilizarán para identificar eventos relevantes en medio del enorme volumen de señales registradas. Sin este procesamiento automatizado, sería prácticamente imposible analizar tantos datos.
Los científicos esperan encontrar pistas sobre física más allá del modelo actual
Además de la cuestión de la materia y la antimateria, DUNE puede revelar fenómenos aún desconocidos. Los investigadores buscan señales que puedan indicar nuevas partículas, nuevas fuerzas o comportamientos no previstos por el Modelo Estándar de la física.
Esto convierte al experimento en una de las apuestas más importantes de la física contemporánea. El aspecto más impresionante quizás sea la escala geográfica del sistema.
Los neutrinos serán disparados de un estado americano a otro, atravesando el propio planeta. En la práctica, la Tierra entera funciona como parte de la infraestructura experimental.
DUNE muestra cómo la física moderna depende de máquinas gigantescas para estudiar partículas invisibles
Los neutrinos casi nunca interactúan con la materia. Por ello, detectar estas partículas exige observatorios colosales, enterrados profundamente y equipados con miles de sensores.
DUNE representa exactamente esta tendencia de la ciencia moderna: construir máquinas gigantescas para investigar fenómenos casi invisibles. La pregunta central sigue siendo una de las más profundas de la ciencia.
Si la materia y la antimateria surgieron juntas, ¿por qué el Universo actual está dominado por materia? Los científicos esperan que los neutrinos oculten parte de esa respuesta.
La máquina subterránea construida en EE. UU. intenta capturar partículas que atraviesan la Tierra entera sin dejar rastro
DUNE parece futurista porque combina elementos extremos:
- partículas casi invisibles
- cavernas subterráneas gigantescas
- argón líquido criogénico
- haces que atraviesan 1.300 km de roca
- sensores ultrasensibles
Todo esto para intentar responder preguntas fundamentales sobre el origen de la existencia.
¿Imaginabas que los científicos necesitarían enterrar 70 mil toneladas de argón líquido y disparar partículas a través de toda la Tierra para intentar descubrir por qué el Universo no desapareció en antimateria justo después del Big Bang?
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