La Universitat Politècnica de València (UPV) participa en la construcción del Hyper-Kamiokande, el mayor telescopio para la detección de neutrinos del mundo, que ayudará a buscar respuestas sobre el funcionamiento del universo, la formación de las galaxias y las estrellas y la materia oscura.
El objetivo de este detector, que comenzará a operar en 2027 en Hida (Japón), es demostrar la teoría asociada a una propiedad esencial de los neutrinos que explicaría el desequilibrio entre la producción de materia y antimateria en el inicio del universo, informa la universidad.
El detector Hyper-Kamiokande tendrá, previsiblemente, una masa ocho veces mayor que su predecesor, el Super-Kamiokande, y estará equipado con fotosensores de alta sensibilidad recientemente desarrollados.
Se construirá a una profundidad de 1.000 metros bajo tierra en la mina de Mozumi, ubicada a 300 kilómetros de Tokyo.
Según explica el investigador del Instituto I3M (UPV-CSIC), Francisco Mora, que trabajará en este proyecto, "Hyper-Kamiokande va a suponer un hito científico y tecnológico", ya que posibilitará "el mayor detector de neutrinos del mundo" y el volumen del tanque de agua en el que van a interaccionar los neutrinos es similar a la catedral de Notre Dame.
El equipo la UPV se centrará fundamentalmente en la electrónica del telescopio, en concreto, en el diseño, prototipado, fabricación y mantenimiento de más de mil unidades del módulo de proceso de datos (DPM) del Hyper-Kamiokande.
Según explica Mora, el principal reto de este módulo es la alta fiabilidad exigida, puesto que deberá estar funcionando durante un mínimo de 10 años sin posibilidad de ser reparado.
"Es la primera vez que la electrónica de un detector Kamiokande va a estar sumergida en el agua", añade.
Mora detalla que vaciar el tanque en el que va a estar el telescopio costaría entre 6 y 7 millones de euros, por ello, "el diseño de este módulo y de sus componentes ha de ser muy fiable, de modo que la tasa de fallo sea mínima; de las casi 1.300 unidades que vamos a integrar, no podrían fallar más de 60 para cumplir con los requisitos exigidos por el sistema de adquisición de datos".
Toda la electrónica diseñada por el equipo de la UPV será testeada en un laboratorio experimental del Laboratorio Europeo de Física de Partículas Elementales (CERN), el laboratorio de investigación básica más importante del mundo.
"En él, se llevarán a cabo las pruebas de la electrónica, mecánica e impermeabilización de los equipos, sometiéndolos a condiciones extremas de temperatura y humedad y a unas altas condiciones de estrés que provoquen un proceso de envejecimiento acelerado", informa el investigador.
La participación de la UPV en este proyecto internacional es fruto de la experiencia previa en este campo, en el que han trabajado en proyectos de referencia como NEXT, uno de los mayores experimentos sobre física de neutrinos realizado en Europa, señala la universidad.
Junto a la UPV, el Consorcio Hyper-Kamiokande español está formado por el Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA) de la Universidad de Zaragoza, el Centro Internacional de Física de Donostia (DIPC), el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE), el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC), la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), Universitat de Girona (UdG), Universidad de Oviedo (UO) y la Universidad de Santiago de Compostela.
"Hyperkamiokande será capaz de detectar neutrinos con mayor precisión y sensibilidad que los detectores actuales, lo que permitirá a los científicos estudiar con mayor detalle las propiedades de los neutrinos, como su masa y sus oscilaciones", detalla Mora.
Contribuirá así, precisa, a "resolver algunos de los mayores misterios de la física, como la materia oscura y la asimetría materia-antimateria en el universo".
El experimento Hyper-Kamiokande debe estar listo en 2026 y el gran telescopio captando datos a partir de 2027, informa la UPV.
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