Ingeniería UNA investiga materia oscura de la mano del Dr. Molina

0
1499
jorge molina una
El Dr. Jorge Molina (izq.) dentro de Snolab frente al experimento Damic, junto al Dr. Juan Estrada (centro) y Kevin Kuk, técnico del Fermilab. (Gentileza)
6 min. de lectura

 

¿Sabías que en la Universidad Nacional de Asunción (UNA) se llevan a cabo experimentos y simulaciones sobre la materia oscura? El responsable es uno de los grandes de la ciencia paraguaya: Jorge Molina Insfrán, investigador Nivel II del PRONII-Conacyt, quien desde hace varios años trabaja como físico experimental y colabora con grandes centros de investigación, como el Fermilab de Estados Unidos.

Jorge Molina (1969) tiene una amplia trayectoria en investigaciones en física de altas energías y astrofísica de partículas. Doctor en física por el Centro Brasileño de Investigación Físicas (CBPF), trabajó como investigador en el proyecto de detectores de muones del experimento CMS del CERN, el mayor laboratorio de física de partículas.

Es docente investigador con dedicación completa en el Laboratorio de Mecánica y Energía de la Facultad de Ingeniería de la UNA (FIUNA), además de representante del Conacyt ante la Agencia Espacial del Paraguay (AEP). Llegó a ocupar el puesto de director de Investigación en la FIUNA. A su amplio currículo también se suma su labor de divulgador, ya que realizó diversas charlas y conferencias, además de artículos (1, 2) en nuestro portal.

En esta entrevista con Ciencia del Sur, el profesor Molina insiste en la necesidad de contar con un alto centro de estudios de ciencias físicas en Paraguay para que los jóvenes interesados ya no deben cruzar la frontera. Según el investigador, la física mejoró enormemente en nuestra academia, pero todavía se debe luchar contra la endogamia y otros males con que cuenta la UNA.

El próximo miércoles 4 de abril, el Dr. Juan Cruz Estrada Vigil, jefe de la división de materia oscura del Fermilab, ofrecerá una charla de divulgación científica titulada “El enigma de la materia oscura”. El evento, de carácter gratuito, se hará en el Centro de Convenciones del campus de la UNA (San Lorenzo), a las 17:30 horas. Los interesados pueden inscribirse en este link.

“El profesor Estrada va a mostrar el estado de los experimentos de materia oscura, que si bien no han encontrado un resultado concluyente, se están aproximando bastante al denominado ‘neutrino floor‘, que es el límite hasta donde podremos buscar la materia oscura de forma directa. Si alcanzamos este límite, deberemos modificar todos los cimientos para tratar de explicar de otra manera los efectos atribuidos a la materia oscura”, comentó el Dr. Molina.

“Va a mostrar por qué creemos que debe existir esta materia oscura. También va a mostrar las distintas tecnologías utilizadas para cubrir todos los tipos posibles de búsquedas de esta materia oscura: desde satélites, pasando por los experimento del LHC en el CERN, así como los experimentos realizados en minas subterráneas, en desiertos, y hasta en el Polo Sur”, adelantó Molina.

La ponencia está orientada a todo tipo de público. El científico de la FIUNA dijo que no hace falta que la audiencia sepa física o cosmología, ya que se van a explicar las ideas de la manera mas didáctica posible y sin ninguna fórmula.

-¿Sabemos exactamente qué es la materia oscura?

No, a pesar de todos los esfuerzos y de los recursos invertidos, todavía no sabemos qué es la materia oscura, no sabemos si es una sola partícula o si son una familia de partículas. Ni siquiera sabemos qué masa(s) puede(n) poseer como para poder diseñar el experimento con la mejor tecnología disponible para que explore mejor el rango de energía predicho.

Lo que sí sabemos es que debe existir alguna entidad que explique una cantidad de resultados observados que solo se puede atribuir a una partícula, o al efecto de algún campo desconocido.

-¿Cuál es la evidencia más notable de la que disponemos actualmente?

La evidencia más notable y simple de observar es el efecto de la velocidad de rotación de las galaxias. A partir de la dinámica newtoniana estándar, esperamos que la velocidad de las estrellas sea mayor en el centro de masa de una galaxia, que en el borde de ésta. Pero al estudiar la galaxia de Andrómeda en la década de 1960, Vera Rubin y Kent Ford encontraron algo muy diferente: la velocidad de las estrellas se mantuvo aproximadamente constante, independientemente de lo lejos que estuvieran del centro galáctico.

Ésta y muchas otras observaciones de las velocidades de las estrellas en galaxias espirales insinuaron que la masa de la galaxia no debe estar completamente definida por los objetos que podemos ver con nuestros telescopios.

Si, en cambio, una gran fracción de la masa de la galaxia estuviese en un “halo” difuso de materia oscura que se extendía más allá de los bordes de la materia luminosa, las curvas de rotación galáctica observadas podían explicarse.

Este quizás es el caso más fácil de intuir, pero existen otros efectos que solo se pueden explicar si existe algún tipo de partícula que no se puede observar, pero que tiene que estar allí.

Un ejemplo son las lentes gravitacionales, otro son las oscilaciones observadas en las mediciones del fondo cósmico de microondas (CMB), la nucleosíntesis del Big Bang (BBN), así como la formación de estructuras de los clústeres de galaxias.

-¿El LHC del CERN pudo darnos o no alguna evidencia de esta materia?

No nos dio todavía ninguna evidencia sobre este tema. Se continua estudiando hasta el momento pero sin ningún resultado concluyente.

-Es común asociar materia oscura con energía oscura, pero ¿hay diferencias enormes entre ellas, verdad?

Sí que las hay, ya que son ¡totalmente lo opuesto la una a la otra! La materia oscura estira a la materia, atrayéndola para que se junte; es una gravedad positiva. Sin embargo, la energía oscura es como una gravedad repulsiva empujando a la materia para que se aleje.

-¿Entender la materia oscura nos ayudará a entender mejor el funcionamiento del universo? 

Sí, nos ayudará, ya que ella nos brinda información del por qué el universo tiene la estructura que vemos hoy en día. Es importante estudiarla porque nos ayudara a entender el universo en que vivimos desde el origen de los tiempos.

Pero también, la materia oscura nos ayuda desde el punto de vista de la tecnología, ya que la obliga a reinventarse a sí misma para poder llegar a algún resultado.

-¿Por qué es importante estudiarla?

Algunas de estas nuevas tecnologías se van a poder utilizar en beneficio no solo de la ciencia, sino de la sociedad en general. Existen muchos casos de que las tecnologías creadas para ciertos experimentos que terminaron siendo de uso masivo, como por ejemplo el protocolo de internet WWW que fue desarrollado en el CERN.

-¿Tiene la FIUNA algunos trabajos con respecto a esta área de la física?

Sí, desde la Facultad de Ingeniería de la UNA estamos trabajando en el experimento DAMIC (Dark matter in CCDs). Desde el 2009 que somos participantes de dicho experimento que busca medir a la materia oscura de baja masa. Las contribuciones las hemos hechos desde la ingeniería electrónica y desde las simulaciones necesarias para los diseños necesarios del sistema de blindaje de los detectores.

-¿Tenemos personal altamente capacitado en ciencias físicas para hacer trabajos en materia oscura y similares?

Lastimosamente no tenemos en Paraguay una facultad que prepare a los estudiantes de física que quieran dedicarse, no solo a éste, sino a cualquier tema de punta en física. Si a alguien le gusta la física de actualidad debe salir a formarse al exterior, por lo menos a nivel de posgrado, ya que no tenemos cursos de posgraduación propiamente aquí.

Además, por experiencia puedo decir que nuestro nivel es tan bajo que salir al extranjero para hacer una maestría o doctorado es un esfuerzo doble por el bajo nivel de la licenciatura que tenemos debido a la baja calificación de los profesores de física, salvo contadas excepciones.

-¿Qué otras líneas de investigación tienen actualmente en su laboratorio?

En el área de instrumentación actualmente trabajamos con el estudio de señales de los detectores fotomultiplicadores de silicio a ser utilizados en los experimentos DUNE y del Fermilab. También en los sistemas de lectura de señales de detectores de CCD utilizados en los experimentos CONNIE y DAMIC para medición de neutrinos de baja energía y materia oscura respectivamente.

Además, estamos comenzando un proyecto muy interesante sobre la construcción de un equipo de resonancia magnética nuclear (RMN) con bajos campos magnéticos aplicables en países del tercer mundo, donde las condiciones de operación de aparatos de RMN no son las óptimas, debiendo ser desechadas la mayoría por falta de mantenimiento y por el elevado costo de operación.

Cabe destacar que dentro del mismo laboratorio también se estudian las áreas de combustión, mecánica de fluidos a través de túneles de viento y energías renovables.

El Dr. Molina (izq) en la caverna a la entrada del laboratorio de SNOLAB en Canadá, a 2.000 metros de profundidad.
Actualmente Damic está tomando datos en ese laboratorio. (Gentileza)

-¿Tenemos acuerdos o convenios con el Fermilab?

Oficialmente no tenemos convenios de institución a institución con el Fermilab, aunque estamos bien encaminados para firmar un convenio de cooperación con la UNA.

Lo cierto es que en la práctica participamos en cuatro proyectos que se desarrollan allí: en el experimento DAMIC para materia oscura, el experimento CONNIE para la medición de neutrinos de bajas energías, el experimento DUNE y SBND que estudia el mecanismo de oscilación de neutrinos.

Cabe destacar que la colaboración de la FIUNA en estos experimentos se basa principalmente en la ingeniería electrónica, análisis de datos y simulaciones.

-¿Cómo califica la situación actual de las ciencias físicas en Paraguay? ¿Mejoramos en cantidad y calidad de publicaciones?

Desde la FIUNA tratamos de mejorar la situación de la física experimental en Paraguay, tanto en la calidad como en la cantidad de publicaciones. Lastimosamente, una golondrina no hace primavera, y si queremos mejorar en esta área de la ciencia tenemos que recomenzar casi desde cero una facultad donde se estudie temas de física actual.

El problema que tenemos es la falta de una masa crítica no solo de físicos, sino de científicos, ya que recién en los últimos años se está empezando a invertir en ciencia en Paraguay.

Si bien, gracias a todas las colaboraciones citadas anteriormente, ahora tenemos la oportunidad de participar en experimentos de punta (y no solo a nivel de la física, sino de ingeniería también), todavía falta mucho camino para cambiar la mentalidad retrógrada y endogámica de la Universidad Nacional de Asunción.

-¿Qué puede recomendar a jóvenes paraguayos que quieran incursionar en la investigación de materia oscura?

La recomendación es que vayan a estudiar afuera, no solo temas vinculados a la materia oscura, sino a cualquier tópico de física avanzada porque lastimosamente no tenemos en Paraguay una facultad donde enseñen y aborden temas de la física actual.

 

¿Qué te pareció este artículo?

1 estrella2 estrellas3 estrellas4 estrellas5 estrellas (10 votos, promedio: 4,20 de 5)
Compartir artículo:

Dejar respuesta

Please enter your comment!
Please enter your name here