Observando a "el Sabio"
Proyecto HAWC |
| |
Cuando se da un vistazo al curriculum de la doctora María Magdalena González Sánchez, lo primero que sorprende es que, siendo tan joven, ostente un desarrollo profesional tan especializado y productivo, con un posgrado en la Universidad de Wisconsin-Madison, en los Estados Unidos; un periodo posdoctoral en el Instituto de Astronomía de la UNAM; casi una veintena de artículos publicados y la dirección de una tesis de licenciatura y dos tesis de posgrado.
|
|
|
Dra. María Magdalena González Sánchez
|
| |
Hoy día, la doctora Magdalena González colabora con el proyecto del observatorio HAWC (High Altitude Water Cherenkov), una de las más potentes herramientas con las que cuenta la comunidad científica internacional para el estudio del universo y sus fenómenos. Pluralitas platicó con la doctora sobre este interesante proyecto. |
|
| |
“HAWC es un observatorio de rayos gamma,en construcción, aquí en la Sierra Negra, en Puebla –comentó- es un observatorio muy diferente a los que conocemos porque aunque ve luz, no usa ni lentes ni espejos y, particularmente, es así porque tratamos de observar la luz más energética que nos llega del universo, y esta luz es tan energética que empieza a transferir la energía en paquetes. A cada uno de estos paquetes, nosotros les llamamos fotones y cada uno se comporta como una partícula; entonces, realmente el proyecto está diseñado como un observatorio que detecta partículas y usa técnicas de física de altas energías y de partículas elementales”. |
|
Explicó que la instalación consiste en 300 tanques metálicos completamente cerrados, a fin de que no penetre la luz exterior, colocados a una altitud de 4100m. Sus dimensiones son de 7.3m de diámetro por 5m de alto y cada uno contiene una bolsa de plástico, del tipo que ponen en los lagos artificiales, para contener el agua pura que se utiliza. Lo que el observatorio detecta, a través de un sistema de fotosensores o fotomultiplicadores, son las cascadas electromagnéticas producidas por un rayo gamma incidente en lo alto de la atmósfera. -“Si te das cuenta, en pocas palabras cada uno de estos tanques es como un píxel de una cámara; entonces, cada una de estas cascadas nos va a dejar una imagen, y a partir de esa imagen, como si fuéramos tomando piezas de un rompecabezas, vamos a tratar de ver de dónde vino el fotón original que produjo todo la cascada y qué energía tenía”. |
|
|
| |
¿De dónde surge la necesidad de construir un observatorio como éste?
“El universo tiene demasiada información, yo lo llamaría ‘el sabio’. Si tú quieres saber cuáles son tus alcances y posibilidades, qué vas a hacer con la naturaleza y con las leyes de la naturaleza, pues tienes que observar lo que hace.
El problema es que el universo habla en muchas frecuencias. Imagínate que yo quiero entender tu cuerpo, bueno, pues con mis ojos, que ven luz visible u óptica, puedo ver tus expresiones, el color de tu piel, puedo saber tal vez, si me caes bien o no; pero si te saco una imagen en rayos x, que es luz todavía más energética que la visible, ¿qué es lo que puedo ver? tus huesos, es decir, no te estoy conociendo por fuera, sino lo que sostiene tu cuerpo. |
|
| |
Los rayos gamma que observará HAWC provienen de objetos celestes con condiciones físicas extremas, en los que se producen partículas (o rayos cósmicos) de las más altas energías. El observatorio Milagro ha demostrado que un detector con un amplio campo de visión (2sr) funcionando casi el 100% del tiempo puede descubrir nuevas fuentes de rayos gamma con energías entre 10 y 100 TeV. El observatorio HAWC se basa en la experiencia y la tecnología de Milagro para hacer una segunda generación de detectores Cherenkov de agua de alta sensibilidad. Este detector único será capaz de monitorear de forma continua el cielo para fuentes transitorias de fotones con energías entre 100 GeV y 100 TeV. (1)
|
|
|
|
|
Ahora, si te saco una gammagrafía, que es una imagen con rayos gamma, pero de menos energía de la que estamos hablando con HAWC, ¿qué es lo que puedo ver? tus órganos y cómo funcionan. Si te das cuenta, ver tu cuerpo con luces de diferentes frecuencias me permite un entendimiento completo de todo tu cuerpo; lo mismo pasa con el universo, dependiendo en que luz lo observes, vas a tener diferente información.”
Especificó que cuando vemos el universo en rayos gamma, la luz más energética, que se produce por fenómenos violentos como muertes de estrellas, explosiones todavía mucho más intensas que las explosiones de supernovas, podríamos verificar que existen hoyos negros primordiales y quizá hasta comprobar las teorías que te explican la evolución y el origen del universo, por ejemplo, la materia oscura es una materia que no podemos ver, pero compone junto con la energía oscura el 97% del universo; entonces, realmente lo que nosotros conocemos es sólo el 3%.
|
En opinión de la doctora González, se trata de desarrollar instrumentos cada vez más precisos y herramientas de mayor poder. Nos habló del observatorio antecesor a HAWC, conocido como Milagro y ubicado en las montañas de Jemez, en Los Álamos, Nuevo México, en Estados Unidos. Dijo que este observatorio estaba en una altitud de 2630 m sobre el nivel del mar y no era un arreglo de tanques, era más bien una alberca de aproximadamente 60 por 80 metros de longitud y 8 de profundidad, con un arreglo de fotosensores dentro. Comentó que la alberca tenía una cubierta plástica para evitar que llegara la luz exterior, con unos arreglos de tanques menores en los alrededores. Añadió que Milagro ha hecho muchísimos descubrimientos, principalmente porque este tipo de observatorios, como están cubiertos de la luz exterior y lo que importa es la luz que se produce en el agua, pueden trabajar las 24 horas, a diferencia de cualquier otro observatorio. |
|
Panorámica del sitio "Milagro"
|
| |
Simulación de la observación por "Milagro"
|
Según su relato, fue justamente a partir de los descubrimientos hechos a través de Milagro que se comenzó a pensar en la construcción de un observatorio más potente. En este caso, el diseño requería la instalación en un sitio con determinadas características de altitud, factor que restringió las posibilidades a un número muy pequeño de lugares entre los cuales se contaba México. Cuando el proyecto se encontraba en esta fase, Magdalena González colaboraba en Milagro todavía como estudiante de posgrado, y de inmediato se fijó la meta de conseguir que el observatorio nuevo se ubicara en nuestro país; para ello se contactó con científicos de diversas instituciones, además de los Institutos de Física, Ciencias Nucleares y Geofísica de la UNAM, entre las cuales destacan el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), el CINVESTAV y universidades de la República Mexicana como la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) y la Universidad de Guanajuato, entre otras. |
¿Por qué escogieron Sierra Negra?
“Hay pocos lugares que cuenten con un territorio tan grande para esto, HAWC va a abarcar un área equivalente a 150 m x 150 m, ¡un poco más grande que un estadio!, también hay pocos lugares que tengan buenas condiciones atmosféricas y que sean accesibles, que tengan infraestructura y un grupo sólido de investigadores que estén cerca, porque no pueden abandonar el experimento y tardar 10 ó 20 horas en llegar, se necesita mantenimiento, y para ello un grupo local fuerte. Cuando se suman todos estos requisitos, quedan pocos lugares.” |
|
Ubicación del Observatorio HAWC en la Sierra Negra
|
| |
El Pico de Orizaba al frente, al fondo el Observatorio Milimétrico
|
| |
El sitio HAWC
El sitio HAWC se encuentra dentro del Parque Nacional Pico de Orizaba, un parque nacional mexicano que comprende Citlaltepetl o Pico de Orizaba, la cima más alta de Mexico a 5610m, y Sierra Negra, 4600m 7 kilometros al SO del volcán Citlaltepetl. El Gran Telescopio Milimétrico (GTM) se encuentra en la cima de Sierra Negra, y HAWC se encuentra en una meseta de 200m x 450m cerca de la silla entre los dos picos. Las coordenadas geográficas exactas del sitio son de latitud 18º 59' 41" N, longitud 97º 18' 28", una altitud de 4100 metros sobre el nivel del mar. La latitud del sitio Sierra Negra proporciona una excelente visibilidad de los objetos celestes: HAWC verá un 15% más de la esfera celeste en un campo de visión de 45° en comparación con el Milagro. Al considerar un cono de 45º el ángulo sólido estudio llega a 8.4sr, o 2 / 3 de todo el cielo. La nebulosa de Cangrejo culmina a 3º del cenit y será visible durante un poco más de 6 horas cada día; Cygnus llega a 20º de ángulo cenital y el plano galáctico se cubrirán como para incluir más de una docena de fuentes VHE (Very High Energy) observados por HESS. Incluso el Centro Galáctico, a los 48 º del cenit, será observable en las más altas energías. La cobertura de HAWC tendrá un 90% de solapa con la de IceCube. La longitud de este sitio es también favorable, ya que su visibilidad tiene un buen solapamiento con los observatorios en los EE.UU., Mexico y Chile, por lo que puede ser rápidamente alertado de cualquier actividad interesante y se pueden hacer observaciones simultáneas de los objetos en el campo de visión de HAWC.
|
|
|
Ubicación de los primeros equipos
|
|
Lograr que México fuera la sede del nuevo observatorio no fue una tarea sencilla. La doctora nos contó que la sede se disputó con ubicaciones en el Tibet y Bolivia, pero la solidez del equipo científico mexicano fue un factor determinante en la decisión de instalar el observatorio en Puebla. Además, señaló que se trata de un proyecto con una labor académica muy activa, pues ya hay estudiantes de licenciatura y posgrado con proyectos que tienen que ver con el observatorio HAWC. |
| |
Una de las ventajas que ofrece esta nueva herramienta para los fines científicos y académicos es, precisamente, que no tiene restricciones de tiempo de observación, como es el caso de la mayoría de los observatorios. Se puede trabajar de día y de noche sin tener que ceñirse a un número específico de horas de observación a distribuir y se observa todo el cielo sobre el observatorio al mismo tiempo, estando los datos disponibles a toda la colaboración, desde luego, respetando la organización entre todas las entidades que colaboran con el proyecto. |
|
| |
Magdalena González nos contó que este proyecto es una colaboración entre norteamericanos y mexicanos, con igualdad en todo, incluso en el derecho a los datos. Habrá dos centros de datos, uno en Estados Unidos y uno en nuestro país, y se tiene considerado que el de México, de preferencia esté en la UNAM, donde profesionales de Ingeniería, Informática, Física y otras disciplinas relacionadas al proyecto se hagan cargo del tratamiento de todos los datos que el observatorio produzca. Y no sólo eso, sino que este centro daría la pauta para que dichos profesionales e investigadores aporten y desarrollen nuevas ideas. Se trata, definitivamente, de un proyecto que tiene mucho que ofrecer a los estudiantes, tanto de licenciatura como de posgrado no sólo en el área de Física o Astronomía sino también las ingenierías. |
Integrantes del equipo de trabajo
|
|
|
Hablando de estudiantes, ¿cómo llegó a la Astronomía?
“Mi licenciatura yo la hice aquí en la Facultad de Ciencias de la UNAM y me dio clases una investigadora que admiro muchísimo, Ma. Esther Brandan, del Instituto de Física. Ella fue mi guía y asesora de tesis con un proyecto de física nuclear. Más tarde logré conseguir una beca para ir a Fermilab dos meses y aproveché para visitar la Ciudad de Madison, donde está la Universidad de Wisconsin, y me enamoré de la Ciudad. En esa visita conocí al que fue mi asesor en maestría, Baha Balantekin, pero terminó siendo mi asesora de tesis doctoral BrendaDingus, y mi vida cambió completamente. Ella se dedicaba a hacer Astrofísica de rayos gamma con satélites y con Milagro, entonces realicé mi tesis con ella en el estudio de Destellos de Rayos Gama con datos de observatorios satelitales. . |
| |
Ahí fue donde empecé mi vida, no tanto buscando la Astronomía, sino buscando el trabajo grupal, experimental. Seguí y entonces ya no me dediqué solamente al estudio de destellos de rayos gamma sino que ya estando en Milagro, haciendo Astrofísica, me encontré estudiando el universo e ingresando al mundo de la astronomía.” |
|
Le pedimos que de las muchas anécdotas que recuerda, escogiera una para platicarnos, y comenzó a narrar que regresó de Los Alamos a México con el firme propósito de terminar su tesis de doctorado en México, y el primer año hizo muchas cosas menos escribir la tesis, pero antes de salir de Estados Unidos habló con uno de los investigadores, responsables de Milagro, y ella le aseguró que se traería a HAWC a México, y él se reía.
El día que se despidió le dijo: -“HAWC va a ir a México, así me lo tenga que llevar fotomultiplicador por fotomultiplicador”, y él volvió a mostrarse incrédulo – “pero para su sorpresa, así fue, y ahora ya tenemos como diez en el primer prototipo de HAWC; entonces me faltan ochocientos noventa, pero ya todos están en un trailer y pronto los vamos a importar”.
Expresó que le sigue causando mucha gracia que nadie le haya creído por tratarse de un proyecto de tal magnitud y que ella se haya empeñado en conseguirlo, y ahora se siente feliz de haberlo logrado. –“Obviamente no lo hice sola, hubo gente que confió en mí, por ejemplo el Instituto de Astronomía, que a ciegas y sin que fuera su área, me abrieron las puertas, también el Instituto de Física, que me conocía como estudiante de licenciatura y que, cuando llegué y les plantee el proyecto, me brindaron apoyo con toda la infraestructura que ellos ya tenían para hacer esto.”
|
|
|
Primeros datos obtenidos por HAWC
|
A la pregunta, qué viene para usted después de HAWC, la doctora respondió que a HAWC todavía le faltan de tres a cinco años de construcción, e incluso diez de operación. Señaló que se ha hablado de agrandarlo y se ha pensado en varios arreglos de este tipo de observatorios, pero ella piensa que es muy difícil en este momento saber qué sigue. Aclaró que con el tiempo, seguramente se necesitará un observatorio más potente, sin embargo, no sabe con qué preguntas se encontrará en el futuro si apenas está empezando a obtener algunas respuestas, como por ejemplo: ¿existen objetos que produzcan luz tan energética?, ¿qué tipos de objetos son?, ¿cómo producen esa luz?... estas son las incógnitas que apenas están comenzando a resolverse, y más tarde, cuando se tengan todas las respuestas, se contemplará la posibilidad de construir un observatorio más grande y más denso, con más fotomultiplicadores, con más fotosensores en cada tanque, pero todo depende de lo que se vaya encontrando en el proceso, porque es definitivo que esto es el principio. |
Primer contenedor ubicado en su posición
|
| |
|
Fuentes de fotos:
http://hawc.umd.edu/index.php
http://www.inaoep.mx/~hawc/sitio.html
http://institutodeastronomia.blogspot.com
http://www.fisica.unam.mx/noticias/noticia_tanque.html
|
|
|
