Imagen de un prototipo de detector de neutrinos del CERN
'DUNE', el mega acelerador de partículas de 1.300 km con el que los científicos buscan dimensiones ocultas
El Deep Underground Neutrino Experiment o DUNE (Experimento Profundo de Neutrinos Subterráneos en español) es un experimento líder en física de neutrinos que se encuentra actualmente en construcción. Iniciado a mediados de 2017, este mega acelerador se extiende entre Illinois y Dakota del Sur, abarcando una distancia de casi 1.300 kilómetros. Tenemos que retroceder a finales de 2018 para encontrar los primeros hallazgos de DUNE, cuyo principal razón de ser es el hallazgo de neutrinos.
Imagen del proceso que atraviesan los neutrinos con el proyecto DUNE
Conocidas como «partículas fantasma», los neutrinos son extremadamente difíciles de detectar en nuestro planeta. Esto se debe principalmente a que son creados únicamente cuando los rayos cósmicos chocan contra otra materia, lo que es realmente complicado de conseguir. A todo esto hay que añadir que la masa de estas partículas son millones de veces más pequeña que la de otras partículas, como el electrón. Esta partícula, producidas dentro del Sol y otras estrellas, vendrían en tres variedades: muon, electrón y tau.
En lo que respecta al proyecto DUNE, este estudio de oscilación de neutrinos consiste en generar este tipo de partículas y que, posteriormente, recorran una distancia desde el acelerador de partículas en Fermilab hasta un detector subterráneo situado en Dakota del Sur en tan solo 4 milisegundos. El gran objetivo de esta investigación es que las partículas puedan llegar a transformarse en otra variedad de neutrino –electrónicos y tauónicos– y así comprender su física y, en mayor medida, descubrir su función en la relación entre materia-antimateria, desgranando aquellos aspectos derivados con la formación de todo el universo.
A raíz de las aplicaciones de DUNE, un estudio publicado en Journal of High Energy Particles, teoriza sobre la posible aplicación de los neutrinos en la investigación de nuevas dimensiones ocultas. No se trata de algo novedoso en el campo. Tenemos que retroceder a 1998 para encontrar los primeros ejemplos teóricos sobre dimensiones ocultas. En aquella ocasión se estudió con el objetivo de explicar por qué la gravedad es más débil que otras fuerzas.
Imagen de un prototipo de detector de neutrinos del CERN
«La teoría de las grandes dimensiones adicionales, propuesta por primera vez por Arkani-Hamed, Dimopoulos y Dvali en 1998, sugiere que nuestro espacio tridimensional familiar está incrustado dentro de un marco de cuatro o más dimensiones», explica Mehedi Masud, profesor de la Universidad Chung-Ang en Corea del Sur y coautor del estudio. El experto destaca que gracias al gigantesco acelerador, se podría intentar responder el Modelo de Grandes Dimensiones Adicionales, una de las grandes teorías que ha tenido en vilo a los expertos.
«La teoría de grandes dimensiones adicionales ofrece una posible explicación del origen de las diminutas masas de los neutrinos, un fenómeno que sigue sin explicarse dentro del Modelo Estándar de la física de partículas», señala Masud.
Proyecto a largo plazo
A pesar de las grandes posibilidades que podrían derivarse de la utilización de DUNE, este todavía no comenzará a operar de manera total hasta 2028, año en el que será inaugurado. De igual manera, no será hasta 2030 cuando comience a recopilar datos que puedan poner de manifiesto las distintas hipótesis planteadas por los expertos.