QUBIC

QUBIC es un proyecto internacional de cosmología experimental que tiene como objetivo medir el modo B en la polarización de la radiación de fondo en microondas, a fin de descubrir qué ocurrió en los primeros instantes después del nacimiento del Univeso.

EL SITIO

La elección del sitio para realizar mediciones astrofísicas de envergadura depende de un conjunto de factores, entre ellos los relacionados con la claridad del cielos, la temperatura, la velocidad del viento y la humedad relativa del aire (que es el parámetro crítico si se procura registrar microondas, pues la humedad afecta la sensibilidad del instrumento). La geología, la accesibilidad, las comunicaciones (en particular el acceso a internet), el apoyo local y la posibilidad de incorporar personal local de diferentes niveles, también forman parte de esos factores.

El sitio de Alto Chorrillos ya había sido evaluado y elegido para instalar un radiotelescopio llamado Large Latin American Millimetre Array (LLAMA), producto de la cooperación científica argentino-brasileña. Para hacerlo, el Conicet obtuvo en comodato por veinte años del gobierno provincial un área de 400ha. Para QUBIC  se necesita poco más de 1ha.

 

Las coordenadas geográficas de QUBIC son:

24.186971 Sur,  66.478209 Oeste

 

El emplazamiento de esta clase de instalaciones posicionará a la puna salteña como polo tecnológico y astronómico a nivel global, y traerá aparejada la necesidad de mejorar, entre otras cosas, la provisión de energía, las comunicaciones y los caminos de acceso al sitio, así como de construir en este y posiblemente en San Antonio de los Cobres, sendas sedes que incluyan laboratorios y puedan ser compartidas por QUBIC y LLAMA. Además de ciertos beneficios económicos para los pobladores de San Antonio de los Cobres en forma de demanda de bienes y servicios, y oferta de empleo.

San Antonio de los Cobres

EL INSTRUMENTO

El fondo cósmico de microondas (CMB  por sus siglas en inglés) es la radiación remanente, reliquia del origen del Universo, que quedó a partir del desacoplamiento de los fotones de la materia, evento que tuvo lugar durante el Universo temprano, 380.000 años después del Big Bang. Su detección en 1964 y la de sus muy pequeñas fluctuaciones de temperatura en 1992, gracias al satélite COBE -ambos descubrimientos celebrados por premios Nobel- se encuentran entre los principales avances científicos del siglo XX. Las misiones WMAP (2001-2010) y Planck (2009-2013) mejoraron la resolución angular y alcanzaron una mayor sensibilidad en las mediciones.

Los estudios profundizados en el siglo XXI por los telescopios espaciales WMAP y Planck, nos han llevado a una comprensión más profunda de la historia de nuestro Universo.

La muy débil señal polarizada de la CMB requiere experimentos aún más complejos y sensibles que los desarrollados hasta el momento para poder detectarla. Para enfrentar este desafío, la Colaboración en el Proyecto QUBIC ha desarrollado un instrumento completamente novedoso. El mismo está encerrado en una carcasa cilíndrica o criostato de 1,8m de alto y 1,6m de diámetro, que lo protege y mantiene a -269°C. Está abierto al cielo por una ventana de 45cm de diámetro de polietileno rígido de alta densidad, transparente a la radiación de microondas que el experimento procura medir; examina meticulosa y detalladamente el espacio en dos frecuencias: 150 y 220GHz, y registra dicha radiación con una novedosa técnica, híbrida entre dos técnicas utilizadas en estudios de CMB (llamadas respectivamente interferometría y bolometría) mediante un conjunto de 1024 fotodetectores, cuyas señales permiten analizar las características de la radiación en estudio.  Para detectar la señal, el criostato estará refrigerado globalmente a 4K (correspondiente a -269,15 °C, solo 4°C, por sobre el cero absoluto), pero los sensores bolométricos deben trabajar a temperaturas 10 veces menores (~300 mK). Esto implica el diseño de un complejo sistema de refrigeración, especialmente diseñado para QUBIC.

El instrumento fue diseñado por los integrantes de la colaboración internacional QUBIC y está en construcción en diferentes laboratorios e institutos argentinos y europeos. En Francia se trabaja sobre los detectores, el diseño de la mecánica de estos, la electrónica de lectura y la programación; en Italia, sobre el crióstato, los espejos, las bocinas de las antenas y los conectores; en Irlanda, sobre simulaciones ópticas; en Inglaterra, sobre el diseño del detector de bocinas, la criogenia interna, los filtros y el polarizador, y en la Argentina, sobre la adecuación del sitio, su infraestructura y el diseño mecánico de la montura.

Argentina cuenta con experiencia en construir y operar instalaciones para grandes proyectos de física experimental, por ejemplo, por su participación en el observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, ubicado en Malargüe, Mendoza.

Créditos: MINCyT