El laboratorio subterráneo más profundo del mundo

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Por debajo de Dakota del Sur se está construyendo el laboratorio científico más profundo del mundo, en busca de la materia oscura.


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El sitio es una vieja mina de oro, llamada Homestake, cuya profundidad supera los 2.400 metros (8.000 pies). Algunos experimentos de geología e hidrología ya se están llevando a cabo a más de 1400 metros (4850 pies) de profundidad y esperan construir dos laboratorios más abajo aún, con fondos que aguardan el visto bueno del congreso estadounidense.

El lugar es ideal para experimentos en busca de la materia oscura ya que está protegido de los rayos cósmicos que podrían interferir en las pruebas y arrojar "falsos positivos". Es decir, que, al estar ubicados los experimentos en lugares tan profundos, habrá menos "ruido" en los resultados, que de otra forma se verían "contaminados" por los rayos cósmicos.

Una parte de la mina recibe el nombre de Caverna de Davis, en honor a Ray Davis Jr., quien en los años 1960 usó el lugar para demostrar la existencia de los neutrinos solares. Davis y su colega Bahcall compartieron el Premio Nobel de física de 2002 por su trabajo.

Antes de construir los laboratorios, los equipos de trabajo deben estabilizar los túneles e instalar nueva infraestructura.
El primer experimento de materia oscura será el experimento Large Underground Xenon, o LUX, un proyecto para detectar partículas débilmente interactuantes.

La materia oscura, que da cuenta de una cuarta parte de la materia del Universo, no emite luz o radiación, pero es detectable por sus efectos gravitatorios. Sin embargo, no se sabe aún, qué tipo de materia es esta, que junto a una fuerza repulsiva también desconocida forman el lado oscuro del universo. Se han realizado varias propuestas al respecto, por ejemplo, los MACHOs y los WIMPs. MACHO es como se denomina a algunos cuerpos astronómicos que podrían explicar la presencia de materia oscura en los halos de las galaxias. Se trata de Masivos Objetos Compactos. Podrían tomar la forma de agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas marrones. Por otro lado, los WIMPs son otra clase hipotética de materia masiva que interactuaría a través de la fuerza débil y la gravedad.



Sinergia
La iniciativa se apoya, entre otros argumentos, en la sinergia que generará entre diferentes disciplinas de investigación y aplicación técnica. Ingeniería, astrofísica, biología y geología, podrán desarrollar investigaciones en cada área en forma interdisciplinaria. Además, los requerimientos técnicos necesarios para la construcción del laboratorio más profundo implicará nuevos conocimientos en técnicas de excavación, entre otras.
El lugar es requerido también por los biólogos en busca de "extremófilos", organismos que viven en condiciones extremas. Además, los geólogos pueden investigar las propiedades de las rocas, minerales y agua subterránea.

La Autoridad de Ciencia y Tecnología de Dakota del Sur (SDSTA) está reabriendo la mina Homestake con el nombre Sanford Underground Laboratory. Pero también quieren demostrar la factibilidad de un laboratorio mayor y más profundo:el Deep Underground Science and Engineering Lab (DUSEL).
El laboratorio Lawrence Berkeley lidera un equipo de científicos e ingenieros diseñando DUSEL en Homestake, que debe ser aprobado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU.

Las elusivas partículas oscuras se intentarán detectar en grandes tanques de xenón líquido, una sustancia fría tres veces más pesada que el agua. Se espera que la construcción comience el año próximo y esté finalizada para 2016, con un costo inicial estimado en u$s 550 millones.



Fuentes y links relacionados

• Washington Post: Work begins on world's deepest underground lab por Dirk Lammers


• Welcome to Underground Science


• Deep Underground Science and Engineering Lab (DUSEL)

Sobre las imágenes
El Gobernador de Dakota del Sur, Mike Rounds, en el podio, el 22 de junio de 2009, en el futuro sitio del Sanford Underground Science and Engineering Laboratory. El evento ocurrió en el nivel de 4850 pies (unos 1400 metros) de la antigua mina Homestake.
Crédito:AP Photo/Steve McEnroe

Ilustración del Deep Underground Science and Engineering Lab (DUSEL) en Homestake
Crédito:Zina Deretsky, National Science Foundation


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