Estudiante realiza verano de investigación a dos kilómetros bajo tierra

Trabajar a dos kilómetros bajo tierra no es tarea fácil, se debe tener un estricto entrenamiento para mantener la seguridad en ambientes subterráneos, pues las amenazas por derrumbes, incendios u otras dificultades están siempre presentes en estos entornos. Por ello, para José Guillermo Lara Delgado, haber pasado dos meses colaborando en la búsqueda de materia oscura en un laboratorio a dos mil metros de profundidad, fue una experiencia invaluable.

Durante el verano de 2016, el estudiante de la licenciatura en física de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Guillermo Lara, realizó una estancia de investigación en SNOLAB, un laboratorio de física de partículas canadiense que se encuentra a dos kilómetros de profundidad dentro de la mina Creighton en la ciudad de Sudbury, Ontario.

Durante su estancia, Guillermo Lara se incorporó al experimento PICO60, el cual es uno de los ambiciosos proyectos que se propone encontrar la esquiva materia oscura, y se convirtió en el primer estudiante mexicano de pregrado en trabajar en el laboratorio.

Este intercambio es apoyado por una colaboración entre México y SNOLAB, y la selección de estudiantes es realizada por la División de Partículas y Campos (Dpyc) de la Sociedad Mexicana de Física, con el objetivo de alentar a estudiantes de licenciatura o maestría a trabajar en prestigiosos proyectos internacionales.

Entrenar para adentrarse en las profundidades rocosas

Antes de comenzar su trabajo dentro del laboratorio, Guillermo Lara tuvo que cursar varios entrenamientos con el fin de mantener su seguridad dentro de la mina. Desde exámenes teóricos en línea, hasta prácticas de campo, el estudiante recibió adiestramiento para trabajo subterráneo, trabajo en altura y trabajo confinado, pues habría momentos donde estaría trabajando dentro de recipientes gigantes o suspendido a varios metros en amplias cámaras subterráneas.

El entrenamiento de minero incluyó aspectos muy interesantes, desde aprender a utilizar el equipo, registrar las entradas y las salidas de la mina, hasta habilidades de minero, como detectar rocas sueltas.

“Hubo prácticas muy interesantes, como en la que te dan una varilla y hay que andar pegándole a la roca para averiguar si existen fracturas o si puede derrumbarse. Parecería que no tiene nada que ver con ciencia pero debes aprenderlo, pues es parte de la naturaleza y la seguridad en el laboratorio”, explica Guillermo Lara.

Buscando materia oscura

Durante su estancia en el laboratorio, Guillermo Lara pudo realizar diversas tareas. Desde cosas muy básicas, como limpiar las tuberías de presión para mantener los experimentos en un ambiente perfectamente limpio, libre de ruido y radiación, hasta trabajar en su propio proyecto de instalación de cámaras para el detector de materia oscura, lo cual fue su principal trabajo durante los dos meses que estuvo en SNOLAB.

El experimento para detectar materia oscura, denominado PICO60, es una cámara de burbujas que consta de un recipiente de cuarzo que contiene un líquido sobrecalentado. Al estar dentro de una mina completamente aislada a la radiación, y a dos kilómetros bajo tierra, donde los rayos cósmicos ya no penetran, solo algunas partículas —que se espera sean de materia oscura— pueden llegar a interactuar con el fluido.

Al interactuar con el fluido, se formarán burbujas dentro del líquido, las cuales deben ser captadas por cámaras fotográficas, para después analizar el tamaño y número de las burbujas y con ello deducir qué tipo de partícula fue la que interactuó.

El trabajo de Guillermo Lara fue ayudar a que este sistema de cámaras funcionara a la perfección. Montar los soportes donde se colocan las cámaras, enfocarlas, alinearlas, revisar el software y conectar todo el sistema de cableado, fueron tareas en las que colaboró el estudiante.

Pero esto no fue una tarea simple, pues el recipiente de cuarzo que contenía el líquido sobrecalentado, se encontraba dentro de un tanque metálico, lleno de un fluido hidráulico. Fuera de este tanque se encontraban las cámaras, apuntando al interior a través de unas ventanas.

Y aún más, las cámaras debían estar dentro de contenedores a prueba de agua, pues todo el sistema se encuentra en un tanque mayor lleno con agua ultrapura, que funciona como un blindaje contra neutrones y radiación de la mina.

Guillermo Lara estuvo en SNOLAB prácticamente durante todo el armado del detector, que estaba por ser llenado en su última cámara —de agua ultrapura— justo antes de que él regresara a México.

“Fue increíble, yo no tenía mucha experiencia con física experimental, solo había ido una semana a HAWC, el observatorio de rayos gamma, que se encuentra en el estado de Puebla. En SNOLAB no solo pude participar en el análisis de datos, sino también en el hardware, es decir en armar y desarmar aparatos que formarían un experimento de materia oscura”, cuenta con entusiasmo.

Experiencias extremas

Guillermo Lara bajó durante dos meses, cinco días a la semana, casi todas las semanas, a SNOLAB. Trabajo muy duro, pues había que prepararse con el equipamiento de minero antes de las seis de la mañana, para en punto de esa hora, subir al elevador que lo llevaría a las entrañas de la mina. Su jornada terminaba a las cuatro de la tarde, pero no era hasta las cinco cuando terminaba de subir a la superficie cumpliendo todo el protocolo de salida.

En ese tiempo el estudiante vivió muchas experiencias extraordinarias. Durante un tiempo trabajó en otro experimento, junto con su tutor de la UNAM, Eric Vázquez, dentro de una caverna de 30 metros de profundidad, la cual está llena con agua y donde la gente debe trabajar en botes dentro de ella.

“Recuerdo uno de los últimos días, justamente Eric tuvo que quedarse a trabajar en la superficie, yo bajé al laboratorio y una hora después hubo un incendio en otra parte de la mina. Tuvimos que ir todos al refugio, que coincide con ser el cuarto del lunch, y allí nos quedamos casi cinco horas, prácticamente todo el turno. No hubo gran amenaza para el laboratorio, pero había mucho humo afuera. Fue muy emocionante porque tuve la experiencia de estar atrapado en un mina”, narra Guillermo Lara.

Guillermo Lara se encuentra muy contento, tanto con SNOLAB, que financió su estancia, como con el Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT) IA100316 de la UNAM, cuyo responsable es Eric Vázquez, que lo apoyó para cubrir los gastos del vuelo a Canadá. Con ello, el estudiante solo tuvo que encargarse de financiar su seguro de viajero y su visa.

Aprendiendo de la colaboración internacional

“Algo que me gustó mucho es que en el laboratorio conoces a gente de todas partes del mundo, no solo canadienses sino alemanes, estadounidenses, británicos, franceses y más. Es muy interesante ver a todos trabajando juntos, intensamente, para lograr un avance científico común”, comenta el estudiante.

Guillermo Lara relata que durante su estancia en SNOLAB no solo aprendió mucho, sino que fue muy bien recibido y se sintió incluido en el trabajo, por lo que recomienda las estancias en el extranjero como una oportunidad curricular y además como experiencia de vida.

“Vale mucho la pena intentarlo y aplicar al concurso, yo me divertí bastante. Aunque no estén convencidos de que quieran hacer física experimental, esa experiencia no se puede obtener en clases. Además no puedes dar un rotundo no a esa parte de la física si no la has experimentado antes. Yo recomiendo muchísimo que lo experimenten, incluso para disipar dudas de si es eso o no lo que quieren hacer”.

Colaboración México-Canadá

El intercambio entre SNOLAB y México surge gracias a la iniciativa del doctor Eric Vázquez Jáuregui, único mexicano que ha trabajado como investigador en el laboratorio, quien estuvo seis años en búsqueda de los esquivos neutrinos y la materia oscura en Canadá, antes de decidir regresar a trabajar a la UNAM.

“Cuando regresé a México, platiqué con el director de SNOLAB acerca del concurso que organiza la Sociedad Mexicana de Física, además se le entregó una carta elaborada por varios miembros de la Dpyc. El director aceptó y ofreció un lugar para el concurso de veranos científicos en el extranjero”, narra el investigador.

Este acuerdo entre Canadá y México se mantendrá anualmente. SNOLAB ofrecerá un lugar al año para que un estudiante mexicano, seleccionado por la Dpyc de la Sociedad Mexicana de Física, trabaje dos meses en sus instalaciones subterráneas.

Este año, Eric Vázquez recibió una sorpresa al enterarse que uno de sus estudiantes de licenciatura, Guillermo Lara, había sido seleccionado después de un estricto proceso para asistir al verano en SNOLAB.

La selección de estudiantes se llevó en tres etapas: primero la evaluación de currículos, seguida de una serie de cursos y exámenes en el nuevo Centro Mesoamericano de Física Teórica (MCTP, por sus siglas en inglés), en Chiapas, seguido por una entrevista en inglés para los seleccionados.

Coincidentemente, al mismo tiempo que Guillermo Lara realizaba su verano en el laboratorio, el investigador tenía que asistir a SNOLAB, en Canadá, a seguir trabajando en uno de sus proyectos y aprovechó para supervisar y trabajar con su estudiante, quien además tuvo como tutor canadiense al doctor Ian Lawson.

Fuente: CONACYT.