Proyecto internacional liderado desde regiones chilenas avanza con pruebas en San Pedro de Atacama para la instalación de más de 3 mil estanques científicos.
A 4.770 metros sobre el nivel del mar se levantará el Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Sur (SWGO), una de las mayores iniciativas científicas del hemisferio sur, que busca mapear las partículas cósmicas que llegan a la Tierra. La Universidad de La Serena (ULS) es protagonista del proyecto.
Megaproyecto astronómico desde el norte
En San Pedro de Atacama, a 2.700 metros sobre el nivel del mar, se instaló el primer estanque de prueba que será clave para evaluar las condiciones que permitan más adelante levantar más de 3 mil estanques científicos en la cordillera de Los Andes. Esta estructura es parte fundamental del futuro Observatorio de Rayos Gamma de Campo Amplio del Sur (SWGO), que se construirá en el Parque Astronómico de Atacama, a 4.770 metros de altitud.
Estos estanques funcionarán como pixeles en una cámara, permitiendo detectar y caracterizar lluvias de partículas cargadas —protones, electrones, muones, entre otras— que emiten luz desde el espacio. Así se estudiará su comportamiento al llegar a la Tierra.
ULS: rol clave desde el origen
La Universidad de La Serena ha jugado un papel fundamental desde el inicio del proyecto. Así lo confirma el académico Orlando Soto, del Departamento de Física, quien explicó que en 2022 obtuvieron un fondo ANID para el diseño del primer prototipo:
Mediante el que construiremos un estanque de 3×6 metros de diámetro y 4 metros de altura, basado en el Water Cherenkov Detector, que tendrá dentro de sí agua y un sensor de fotones, que se utilizará como modelo para los 3 mil estanques que operarán para el SWGO que se instalará en Chile.
El proyecto fue financiado a través del Fondo QUIMAL220008 de ANID, mediante el proyecto Study of Water Cherenkov Detectors in extreme weather conditions for the SWGO candidate sites, que busca desarrollar tecnología nacional para la astronomía.
Desafíos logísticos y científicos en altura
El Dr. Soto señaló que uno de los grandes desafíos ha sido el ensamblaje del primer estanque:
Fue el armado de este primer estanque con su consiguiente sensor, a 2.400 metros de altura, en San Pedro de Atacama, y luego deberemos hacerlo a 4.800 metros, que es donde se instalará el observatorio, lo que requiere de una gran logística.
Esto con el fin de testear cómo se comportará este estanque ante las inclemencias del clima extremo de la cordillera, es decir, vientos muy fuertes y temperaturas muy bajas.
El equipo de trabajo está compuesto íntegramente por integrantes de la Universidad de La Serena: el propio Dr. Soto, el académico Pablo Ulloa (Departamento de Física), el Dr. Alexander Alfonso (Departamento de Ingeniería Mecánica) y la estudiante Soledad Medina.
¿Cómo funcionará el observatorio SWGO?
Cada estanque contendrá entre 30 y 40 metros cúbicos de agua y podrá alcanzar dimensiones de hasta 5×5 metros. Su funcionamiento es clave para la operación del observatorio:
Funcionan como los pixeles en una cámara, por lo que mediante ellos se podrá caracterizar la lluvia de partículas cargadas, entre las que se tiene a los protones, electrones, piones, kaones, muones, entre otras, y que producen luz que nos está irradiando desde el espacio todo el tiempo. Así se podrá obtener la reacción de estas partículas al llegar.
La idea es hacer un mapeo de la llegada de estas partículas de rayos cósmicos o rayos gamma que es el que nos interesa para este proyecto, ya que se busca encontrar aceleradores de partículas cósmicas, con energías que no podemos alcanzar en la Tierra. Porque de los rayos cósmicos llegan partículas mucho más energéticas que las que se producen en el LHC (Large Hadron Collider, en español Gran Colisionador de Hadrones), que es el experimento más grande del mundo.
Así se podrá identificar las fuentes de estas partículas y estudiar ese mismo objeto cosmológico o también identificar estas fuentes, por lo que es una especie de cartografía cósmica.
Preparación para enfrentar condiciones extremas
El profesor Alexander Alfonso, del Departamento de Ingeniería Civil Mecánica de la USerena, explicó que:
Tuvimos una primera experiencia de armado del estanque y nos dimos cuenta que necesitaremos un equipo de al menos seis personas para elevar el estanque, en esta segunda etapa aplicaremos esta experiencia en terreno, estando a 2400 metros de altura, lo que será una preparación física previa para armarlo a 4800 metros, que es la última etapa.
Los principales desafíos que enfrentamos es armar el estanque con vientos de más de 100 kilómetros de altura, por lo que estamos calculando la integridad estructural para sostener el estanque, porque una vez que ya esté lleno de agua, no se va a mover. Lo otro, es que debemos introducir el prototipo donde están alojados los sensores dentro de la estructura.
El prototipo donde están los sensores cuando está abierto mide casi dos metros, pero el estanque tiene una rendija de medio metro, por lo que lo diseñamos de manera que pueda abrirse como una sombrilla cuando esté dentro de este.
Una colaboración científica internacional histórica
El SWGO cuenta con el respaldo de una gran comunidad científica global. Más de 90 instituciones de investigación de 16 países han firmado el acuerdo de colaboración internacional en investigación y desarrollo para levantar este observatorio en el hemisferio sur.
Entre los países participantes se encuentran Alemania, Argentina, Brasil, Chile, China, Corea del Sur, Croacia, Estados Unidos, Francia, Italia, México, Países Bajos, Perú, Portugal, Reino Unido y República Checa, además del apoyo de científicos de otras 10 naciones.
En total, se estima que más de 320 investigadores están involucrados en el desarrollo de este ambicioso proyecto, que busca abrir nuevas ventanas de conocimiento sobre el universo desde lo alto de los Andes chilenos.