Cazadores de partículas: de la UPC a la Agencia Espacial
Cinco estudiantes de ingeniería de 19 años participan en un programa de física de la Agencia Espacial Europea
Los muones son partículas elementales de la física algo extrañas y paradójicas. Se crean a una altitud de 1.500 metros y duran dos microsegundos pero se encuentran a nivel del mar. “Según Einstein, como viajan a una velocidad cercana a la luz, su tiempo se dilata. Esa es la razón por la que hay muones –pocos– a nivel del mar”, da una lección de física Gerard Pascual, unos de los cinco estudiantes de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) que va a fotografiar muones en la estratosfera gracias a un programa de la Agencia Espacial Europea (ESA), con el que comprobarán la teoría de la relatividad especial de Einstein de 1905 (anterior a la teoría de la relatividad que le hizo famoso). De todos los experimentos del programa europeo Rexus/Bexus, que permite a estudiantes de grado, máster y doctorados de toda Europa llevar a cabo experimentos en cohetes y globos estratosféricos, el equipo catalán Cadmus seleccionado es el único español y el más joven de todos los participantes (tienen 19 años).
“A pequeña escala –apunta Guillem Megías, otro de los estudiantes– la demostración de la teoría general de Einstein ya se ha hecho comprobando la presencia de muones en dos puntos diferentes de altitud, pero no en un vuelo de globo de helio que puede captar la trayectoria de los muones en cada metro de ascensión”, afirma. Comprobar esta teoría es de interés esencial porque afecta directamente al funcionamiento de los satélites e, indirectamente, al de los teléfonos móviles, entre otros dispositivos.
El globo, cuya góndola llevará la cámara de niebla y dos cámaras fo-
tográficas, se elevará el próximo octubre desde la estación de Kiruna, la ciudad más septentrional de Suecia, donde está localizada la universidad aereoespacial sueca. Se buscará un día poco ventoso para que la elevación sea plácida. Según las previsiones, tardará menos de dos horas en llegar a la estratosfera y alcanzar una altitud de 30 kilómetros. Paseará unos metros en línea recta. A esa distancia, descenderá abruptamente, después de que, desde la estación, se corten los cables que sujetan el globo a la cesta, calculando que ésta y su preciado contenido con las fotografías robadas a los muones no caiga en el agua de un lago ni en territorio ruso. Así es como se recuperará el disco duro. Junto al experimento Cadmus habrá otros siete experimentos más (subirán dos globos de helio).
“Durante la ascensión, habremos captado miles y miles de imágenes de muones en nuestra cámara de niebla”, se apasiona el estudiante Adam Teixidó. La cámara de niebla se forma con alcohol sobresaturado calentado a 30º que contrasta con el frío del hielo seco (-70º), lo que provoca la condensación y una especie de niebla cargada con iones positivos (ver gráfico). “Cuando pasa una partícula cargada negativamente es atraída por los iones, dejando una traza, pequeños rayos visuales de forma intermitente. Eso es lo que captará la cámara, cedida por el ingeniero canadiense David Kronstein, capaz de disparar 21.000 tomas por segundo.“Nosotros fotografiaremos todo el trayecto aunque no esperamos encontrar muones a partir de 15 km de altura, que es cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera”.
Después de recuperar el disco duro, el equipo de jóvenes investigadores comprobará, mediante algoritmos creados para esa función, la vida media del muon y la compararán con su esperanza de vida a nivel clásico y relativista.
Esta es una iniciativa impulsada bajo un acuerdo bilateral entre el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el Consejo Espacial Nacional Sueco (SNSB), en colaboración con la Agencia Espacial Europea. Los estudiantes de la UPC cuentan, además del patrocinio de la start-up canadiense, con ayudas de la UPC, el centro de excelencia CFIS y la Fundación Celex. Y esperan recaudar fondos por valor de 6.000 euros, en una campaña de microfinanciación que ya está en marcha. Al finalizar el análisis de datos, redactarán el resultado, que harán llegar a la agencia europea y que publicarán en alguna revista de ámbito científico.
Los estudiantes, unidos por su pasión por Einstein, forman un grupo de excelencia que en el curso y medio que llevan en la universidad acumulan una treintena de matrículas de honor entre todos. “Nos dan mucha caña los profesores”, admiten. Acostumbrados a ser los buenos estudiantes de su curso se han encontrado en clases en las que la media se ha elevado repentinamente. “Es verdad que estudiar en la universidad es mucho más exigente pero el entorno está muy motivado y aprendes mucho de los otros”, explica Gerard.
Proceden de distintos institutos y han coincidido en la misma universidad –en distintos grados– pero ya se tenían vistos en el pasado. Los cinco forman parte del vivero de vocaciones científicas que impulsa la Fundació Catalunya-La Pedrera con los programas especiales para adolescentes con interés por la ciencia. La mayoría ha disfrutado intensamente de la investigación en biología, bioquímica o física con programas como Bojos per la Ciència o Joves i Ciència. El picoteo por distintas disciplinas les provocó la duda sobre qué estudios seguir después de bachillerato. “Nos decidimos por la física –explica Guillem– porque te ayuda a comprender los principios básicos de la ciencia”, y añade que la ingeniería aporta, por su parte, “la aplicación técnica”. También se habían encontrado en las olimpiadas de matemáticas organizadas por la Sociedad Catalana de Matemáticas, así como en olimpiadas de física y biología.
Dos de ellos, Adam Teixidó y Roger Bahí, fueron seleccionados por el Centro de Formación Interdisciplinaria Superior (CFIS), creado en el 2003, que ofrece un plan intensivo que incluye dos titulaciones oficiales.
Dos globos de helio subirán al espacio con ocho experimentos de jóvenes europeos Los alumnos de la UPC quieren comprobar una de las teorías de Einstein