El comienzo del universo ya es rastreado desde Salta por el instrumento astronómico QUBIC

El observatorio cosmológico fue inaugurado esta mañana en el paraje Alto Chorrillos, cercano a San Antonio de los Cobres, Salta. En el proyecto trabajaron 130 investigadores de nuestro país y Europa.

Del acto tomaron parte el ministro de Ciencia, Tecnología e Innovación Daniel Filmus, la presidenta de la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) Adriana Serquis, la presidenta del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) Ana Franchi y el ministro de Educación, Cultura, Ciencia y Tecnología de Salta Matías Cánepa. Por la contraparte europea estuvieron presentes el director del Laboratorio de Astropartículas y Cosmología IN2P3 (Francia) Antoine Kouchner, y el expresidente del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN, Italia) Fernando Ferroni.

El proyecto es llevado adelante por científicos del Instituto de Tecnologías en Detección de Astropartículas (ITEDA) –que integran la Comisión Nacional de Energía Atómica, el CONICET y la UNSAM– junto a investigadores de Francia, Italia, Reino Unido e Irlanda.

En la inauguración, el ministro Daniel Filmus indicó que “el tema astronómico, espacial, es unos de los diez puntos que se ha planteado como prioridad de estado para los próximos diez años”. Al referirse específicamente al Proyecto QUBIC, Filmus resaltó que “se decidió hacerlo acá por la confiabilidad que tiene la Argentina, con instituciones como la CNEA y el INVAP capaces de generar la infraestructura tecnológica para instalar y acompañar este proyecto. Para que ello funcione se acaba de hacer una licitación de seis millones y medio de dólares para la energía eléctrica, que será un antes y un después en toda la región porque no será sólo para el observatorio”.

Por su parte, la presidenta de la Comisión Nacional de Energía Atómica Adriana Serquis recordó que la presencia de la CNEA en la región tiene una larga historia y que, a partir del Proyecto QUBIC, ampliará su perfil a proyectos de investigación. “Como todo gran proyecto la sinergia de instituciones tanto nacionales como internacionales son necesarias para que continúen. En el caso particular de QUBIC, los sensores especiales que incorpora se desarrollan con micro y nanotecnología y vienen de Italia, pero ahora, mediante un acuerdo con Alemania, se están haciendo en el Centro Atómico Constituyentes, con equipos CNEA-CONICET. Esta sinergia entre instituciones de ciencia y tecnología permite ir desarrollando el conocimiento en nuevas áreas”.

Qué es y para qué sirve QUBIC

El Proyecto QUBIC (Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology) se encuadra en la cosmología experimental que trabaja para medir propiedades de la polarización del fondo de radiación cósmica que podrían revelar la presencia de ondas gravitacionales producidas en las primeras etapas del Big-Bang.

Se trata de un instrumento astronómico de última generación y clase mundial que combina la sensibilidad de detectores bolométricos, enfriados a 273 grados centígrados bajo cero (-273°C) con la precisión de la técnica interferométrica y la posibilidad de espectro-imagen: la medición simultánea del color de cada pixel de la imagen, que permite sustraer modos B no primordiales. Fue desarrollado en Francia e Italia, con colaboraciones de Irlanda, Reino Unido y Estados Unidos, y se lo ensambló, puso en funcionamiento y testeó en laboratorios de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

Las instalaciones que albergan el instrumento están ubicadas a casi 5.000 metros de altura sobre el nivel del mar, en la Puna salteña. El proyecto tiene previsto construir entre 5 y 9 módulos más.

QUBIC compite con varios proyectos de cosmología observacional que investigan los modos B primordiales. Sin embargo, ninguno de estos telescopios cuenta con las posibilidades que brinda la interferometría. Intentará abordar los primeros instantes del cosmos, un período durante el cual el universo experimentó una expansión extremadamente rápida, que ocurrió alrededor de 10-35 segundos después del Big Bang.

El estudio del patrón de modo B permitirá el estudio de la física fundamental a energías que serán imposibles de lograr en los aceleradores de partículas durante los siglos venideros. La búsqueda de los modos B presenta un desafío considerable para los astrofísicos. La señal esperada es extremadamente débil y su detección requiere detectores ultrasensibles y un telescopio excepcionalmente preciso.

A pesar del impresionante progreso alcanzado en las últimas décadas en la comprensión del universo, aún quedan varios enigmas sin solución, tales como los relacionados con la materia oscura, la energía oscura o lo que sucedió en los primeros momentos del universo, aspectos en los que se espera que el Proyecto QUBIC realice aportes de gran valor.

Tareas realizadas en Argentina

En julio de 2021, el instrumento de medición llegó a nuestro país y fue trasladado al Laboratorio de Integración, en la Regional Noroeste de CNEA, especialmente construido para tal fin en Salta. Allí se ensambló, se puso en funcionamiento y testeó a lo largo de un año.

Los investigadores y técnicos argentinos también se realizaron las tareas de diseño y construcción de la montura, el sistema de movimiento de la montura, el laboratorio de criogenia en el Centro Atómico Constituyentes; del sistema de liberación de membranas para los absorbedores de la radiación incidente de los sensores cuánticos criogénicos y del domo.

Por otra parte, se procedió a la construcción de la infraestructura que alberga el telescopio en Alto Chorrillos, con la instalación de generadores y tanque de combustible y el diseño y construcción del sistema eléctrico. Estas tareas debieron ser complementadas con otras como la construcción de caminos de acceso y la instalación del albergue, además de llevar energía y comunicaciones al sitio.

La CNEA tuvo a su cargo la fabricación del “Transition Edge Sensors” (TES) en las instalaciones del Laboratorio de Microfabricación del Centro Atómico Constituyentes (CAC). Además, en el Departamento de Micro y Nanotecnología del CAC se construyó la máscara para el arreglo de microsensores y se realizó el proceso pertinente de RIE (“Reactive-Ion Etching”) implementándose un alto porcentaje de los procesos necesarios de fabricación.

Por su parte, el Centro Atómico Bariloche (CAB) aportó su conocimiento y experiencia en trabajos en bajas temperaturas para el desarrollo del componente superconductor del detector.

Foto: gentileza Gobierno de la Provincia de Salta

(CNEA)