Epi el neutrino extraterrestre (I)

Medios de gran difusión se han hecho eco reciente del descubrimiento de neutrinos ultraenergéticos por parte de IceCube.

Medios de gran difusión se han hecho eco reciente del descubrimiento de neutrinos ultraenergéticos por parte de IceCube.

Aunque ya se publicaron resultados preliminares el año pasado (2012), se han presentado recientemente nuevos datos que apuntan a la observación por primera vez de neutrinos ultraenergéitcos de origen astrofísico por parte de IceCube, el primer telescopio de neutrinos en alcanzar el tamaño crítico del km cúbico y que comenzó a concebirse y construirse (al menos los primeros prototipos) hace más de 2 décadas con este preciso objetivo. Aunque se esperaba encontrar antes o después estos neutrinos, no deja de ser un hito en la historia de la Física. A partir de ahora tenemos unos nuevos ojos con los que mirar al Universo y es mucho lo que podemos aprender. La noticia no ha pasado desapercibida incluso en los medios generalistas (noticia en El País), que se hacían eco recientemente de este resultado. Y no han sido pocos los blogs y páginas especializadas que dedicaban alguna entrada al tema.

- CPAN: Nota de prensa del CPAN
- Blog Francis:Epi y Blas en el blog de Francis


Yo “debía” una entrada al respecto en este blog y ya que llega tarde, quería al menos intentar aportar algo nuevo a lo mucho que ya se ha contado. Aprovechando el inmenso golpe de suerte que tuve al estar cuidando del telescopio cuando se detectó el neutrino más energético (Epi), os voy a contar parte de la historia que hay detrás de aquel evento extraordinario. Poneros en situación, verano austral 2011-12, base Amundsen-Scott, Sven y yo seguimos adquiriendo los conocimientos necesarios para hacernos cargo del telescopio durante el invierno a la vez que participamos del ritmo frenético de la base, que en las dos últimas semanas del año llega casi al paroxismo. Para mí resulta a veces abrumador. Celebraciones del centenario, ilustres exploradores, Navidad, Nochevieja, una maratón en el Polo, …

Van un sueco y un español al Polo Sur y...

Van un sueco y un español al Polo Sur y…


2 de Enero de 2012. Tras unos días de celebraciones y actividades en la base, volvemos a una cierta normalidad, si es que puede hablarse de normalidad en este sitio. En buena parte del planeta todavía se celebra la entrada del nuevo año.


La población de ‘icecubers’ ronda la decena y esta mañana toca hacer unas pruebas que en principio no van a interferir con la toma normal de datos. Estoy en nuestra zona de trabajo en la base, el área que llamamos B2. Las pantallas de control empiezan a mostrar algunos mensajes de error. Esto ocurre a veces y el detector se recupera solo, pero esta vez, a los pocos minutos, el detector se para, es incapaz de sobreponerse. No me alarmo inmediatamente. Llamo al ICL dando por hecho que por algún motivo, alguien allí ha parado la adquisición.

Grupo de 'icecubers' en Enero de 2012 ajenos a la reciente detección de Epi.

Grupo de ‘icecubers’ en Enero de 2012 ajenos a la reciente detección de Epi.


Allí me dicen que han comenzado sus pruebas, pero que no han tocado nada. Algo va mal. Aunque tenemos un manual de emergencia, ya hemos interiorizado las operaciones básicas para intentar recuperar el sistema. Sven y yo intentamos lanzar de nuevo el programa de toma de datos. Son muchos los procesos que tienen que iniciarse en un buen número de máquinas diferentes, por eso se tarda unos minutos en saber si el detector se ha recuperado o no. El tiempo pasa muy rápido y tener el detector parado comienza a pesar. Es una situación de cierta tensión. Tras varios intentos fallidos llevamos más de media hora sin adquirir datos. No podemos permitirnos más tiempo, así que tomamos la decisión de lanzar un programa de emergencia. Se trata de un software básico que permite la toma de datos, pero sin toda la funcionalidad que ofrece el programa principal. Este es un último recurso, porque luego es bastante difícil analizar esos datos. Sólo se recuperarán si se descubre que durante ese tiempo ha habido algún evento astrofísico interesante como una supernova o una explosión de rayos gamma.

Pero el detector está en marcha, y eso reduce ligeramente el estrés. Paralelamente hemos empezado a contactar expertos del ‘Norte’, así llamamos en el Polo a los miembros de la colaboración que están tanto en Europa como en EE.UU. Por cada subcomponente del sistema hay un par de expertos en una lista telefónica que podemos llamar a cualquier hora. No es algo que nos deleite hacer, sobre todo si es de noche, o como en este caso, si es 1 de Enero para ellos!

El proceso de recuperar el detector es muy lento. Hay que ir probando a tomar datos con una parte de las cadenas de sensores e ir añadiendo el mayor número posible para luego intentar solucionar los problemas que haya con el resto. Esta parte está muy poco automatizada, porque no puedes saber de antemano qué cadenas van a fallar, tienes que ‘decirle’ manualmente al sistema cuáles elegir creando configuraciones específicas. Como ya he dicho, se tardan unos minutos antes de poder saber si una configuración determinada funciona o no, y aquel día llegamos a probar posiblemente 15 o 20.

Vista aérea de la base y zona de telescopios. Los puntos representan las cadenas de sensores.

Vista aérea de la base y zona de telescopios. Los puntos representan las cadenas de sensores.

Por si acaso no nos está resultando suficientemente interesante la jornada, de repente nos suena una alarma en la base. Cuando viajas al Polo hay un mantra que escuchas hasta la saciedad, “safety first”, “la seguridad es lo primero”. Recuperar el detector es importante, pero nuestras vidas lo son más, así que hay que responder. Vas corriendo a tu taquilla, te vistes con la ropa antiincendios y te reúnes en el punto acordado. Tras un poco de incertidumbre, resulta ser afortunadamente una falsa alarma. Lo primero de todo, antes siquiera de quitarme la ropa es volver al B2 a ver cómo anda el detector. Tras comprobar que sigue ‘estable dentro de la gravedad’ toca cambiarse de nuevo y seguir tratando de recuperarlo…

Estrés en la base apenas unas horas antes del choque de Epi.

Estrés en la base apenas unas horas antes del choque de Epi.

En total nos costó aproximadamente unas 10h hacer que el detector volviera a tomar datos con su configuración completa. De hecho es posible que algún sensor individual tardase algo más, pero eso ya no es tan crítico. Había sido una buena prueba de fuego en nuestro aprendizaje de cara al invierno. Creo que fue el primer fallo gordo del detector desde nuestra llegada justo dos meses antes y además aderezado con una alarma en la base, no está mal.

Con nuestros amigos de la expedición de la 'mariposa' polar aproximadamente en el momento en que Epi golpeó el hielo tras su viaje cósmico.

Con nuestros amigos de la expedición de la ‘mariposa’ polar aproximadamente en el momento en que Epi golpeó el hielo tras su viaje cósmico.

Al día siguiente, totalmente ajenos al hecho de que ‘Epi’ se dirigía directamente hacia nosotros casi a la velocidad de la luz, se discutía sobre las causas del fallo. A pesar de la coincidencia temporal con las pruebas que se habían hecho en el ICL, no estaba nada claro cuál había sido el motivo del mismo, y había quien estaba convencido de que había sido pura casualidad y de que para salir de dudas era necesario volver a repetir las pruebas. A mí, después de la tensión vivida el día anterior, no me parecía la mejor idea, pero los responsables decidieron correr el riesgo. Para mi sorpresa y total alivio el detector no se enteró esta vez de las pruebas, y siguió funcionando. Sólo un poco después, y tras un viaje de posiblemente millones de años, un neutrino de una energía jamás observada por ningún detector en la Tierra golpeaba el hielo muy cerca del sensor 29 de la cadena 63. Estaba en marcha el run 119316 y este era el suceso 36556705 de ese run. Casi 100000 partículas de luz (de las muchísimas más que se generaron en el choque) golpearon en unos 300 de los más de 5000 sensores de luz de IceCube, pero nadie en ese momento fue consciente de aquel hecho excepcional. Si el detector hubiese estado parado, o incluso tomando datos con el programa de emergencia, jamás hubiésemos sabido de Epi. Nosotros, por cierto, en ese momento estábamos visitando el catamarán polar de la expedición de Larramendi, que había llegado justo el día anterior. El viento les había impulsado para llegar a tiempo de ser testigos involuntarios de un hecho singular en la historia de la ciencia, algo que quizá incluso en este momento desconocen.


Simulación de la luz detectada tras el choque de Epi (IceCube collaboration.) (Tal vez tenéis que refrescar la página si veis todo negro).

Un día después, el día 4, llegó a la base Naoko, una joven investigadora postdoctoral que habíamos conocido en Madison, y que venía un par de semanas para realizar algunas pruebas con el detector. El Polo no la recibió del todo bien, y sufrió el mazazo de la altura, algo que estuvo a punto de darnos un buen susto, aunque eso tal vez lo cuente en otra ocasión. Mientras trataba de recuperarse en la habitación A1-201 (una habitación doble acondicionada en el verano para estos casos), los datos con toda la información del choque que Epi había provocado en el hielo, viajaban en forma de ‘unos’ y ‘ceros’ hasta el centro de datos de Madison. Lo curioso es que Naoko iba a ser una de las encargadas de analizar los datos que han llevado a descubrir, además de a Epi, otros pocos neutrinos de alta energía, que es la noticia que recientemente ha saltado a los medios. Antes de volver a Madison, ajena todavía a los meses maravillosos que como científica le esperaban por delante, nos regaló a Sven y a mí una botella de vino para resarcirse de las alarmas que los tests que había hecho (como suele ocurrir con muchos de los tests que se hacen con el detector) nos habían provocado en la radio. “Cuidad bien del detector!” nos dijo. Nosotros, naturalmente, intentamos inquietarla recordándole, con fingida cara malévola, que teníamos total acceso a todas las máquinas y que tal vez una botella de vino no era motivación suficiente para mantener concentrados a sus sacrificados Winter Overs durante la larga noche polar…

Naoko durante unas actividades de divulgación en el campamento de turistas.

Naoko durante unas actividades de divulgación en el campamento de turistas.

Ya veis, todo descubrimiento científico lleva detrás también una historia humana generalmente muy interesante, y en este caso, tratándose de IceCube y del Polo Sur, no podía ser menos. Desde luego, hay mucha más gente implicada y anécdotas tanto de este descubrimiento, como del análisis, y cómo no, de la construcción de un instrumento como este. Cosas que no aparecen en los artículos científicos ni en las noticias y que sólo pasan al anecdotario de la Ciencia si alguien que lo ha vivido nos lo cuenta. Siempre me ha encantado leer en los libros de historia o divulgación de la Ciencia estas historias, lo que no esperaba era tener algún día alguna que contar.

Pero ¿por qué es importante haber detectado a Epi y Blas y a los otros 26 neutrinos de alta energía? ¿Por qué se ha tardado tanto en publicar esos resultados? ¿Qué hemos aprendido y qué podemos esperar aprender a partir de estos y futuros datos? Esa será la segunda parte de “Epi, el neutrino extraterrestre” muy pronto aquí mismo!.

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