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ENTREVISTA

Luiz Vitor de Souza Filho: Articulador de las altas energías

El físico de la USP de São Carlos es electo como presidente del consejo de la colaboración científica internacional que está construyendo el mayor observatorio de rayos gamma

Dibujo artístico que muestra los tres tamaños de los telescopios que componen el proyecto CTA

Léo Ramos Chaves

El 15 de diciembre de 2021, el físico brasileño Luiz Vitor de Souza Filho fue electo chair (presidente) del consejo de la colaboración científica internacional que coordina las obras del Cherenkov Telescope Array (CTA), un emprendimiento liderado por los europeos que ha invertido 350 millones de euros, en cuyo marco se está construyendo el mayor observatorio astronómico de rayos gamma del mundo. El investigador del Instituto de Física de São Carlos de la Universidad de São Paulo (IFSC-USP) dirigirá las reuniones periódicas del consejo, una especie de asamblea con representantes de 80 instituciones de 25 países (Brasil inclusive) que forman parte del CTA. “Esta asamblea es el órgano supremo y toma las principales decisiones científicas del proyecto”, dice Souza Filho, quien desde 2011 coordina proyectos financiados por la FAPESP en el ámbito del CTA.

El observatorio prevé disponer de una red de alrededor de 100 telescopios del tipo Cherenkov repartidos en dos emplazamientos: uno en el Cerro Paranal, en Chile, y otro en las Islas Canarias (España). El CTA estudiará los fenómenos más extremos y energéticos del Universo, tales como las explosiones de rayos gamma, colisiones de la misteriosa materia oscura (que constituye el 27 % del Universo), agujeros negros supermasivos situados en el centro de las galaxias y las transgresiones al principio de constancia de la velocidad de la luz. Los telescopios generan imágenes a partir de la observación de lluvias de partículas lumínicas altamente energizadas. Se los está construyendo en tres tamaños diferentes: 8 de 24 metros (m) de diámetro, 40 de 12 m y 70 de 4 m. En esta entrevista, Souza Filho, cuyo grupo de investigación en São Carlos diseñó y patentó el brazo que se utiliza para posicionar la cámara en los telescopios de tamaño medio, se refiere a su nueva función en el CTA y al desarrollo del observatorio.

¿Por qué decidió postularse al cargo y cómo fue su elección?
Los países más importantes dentro del proyecto del CTA, como Alemania, Francia e Italia, cuentan con una docena de representantes en el consejo. Brasil posee tres miembros: Elisabete Dal Pino, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias Atmosféricas [IAG] de la USP, Ulisses Barres de Almeida, del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas [CBPF], de Río de Janeiro, y yo. Los grandes colaboradores del proyecto tienen representantes propios. Los pequeños se juntan y eligen un representante en común. Siempre he sido miembro del consejo como representante del conjunto de instituciones científicas brasileñas asociadas al proyecto temático que coordino, entre ellas, el Instituto de Física del campus de São Paulo de la USP, la Universidade Estadual Paulista [Unesp], las universidades federales de São Paulo [Unifesp], de São Carlos [UFSCar], del ABC [UFABC], de Paraná [UFPR] y de Rio Grande do Norte [UFRN], además del propio IFSC. El proceso de elección se inicia con un comité de búsqueda del consejo que recibe las candidaturas para el puesto de presidente, el cual se contacta con los nominados y, si realmente están interesados, se convierten en candidatos.

¿Cuántos candidatos compitieron en su elección?
Dos: un polaco [Tomasz Bulik, de la Universidad de Varsovia] y yo. Al parecer, las candidaturas se concentraron en los nombres de nosotros dos. Para el comité de búsqueda quedó más que claro que éramos los candidatos con posibilidades de ganar. Los comicios se llevaron a cabo vía correo electrónico y los representantes dispusieron de un plazo de dos semanas para votar. Gané por muy poco, fue una elección muy pareja. Obtuve el 53 % de los votos y el polaco, el 47 %. Mi mandato será de dos años, con posibilidad de alguna prórroga y de reelección. Mi predecesor, el alemán Jürgen Knödlseder [de la Universidad Paul Sabatier, en Francia], estuvo nueve años en el cargo, siendo reelecto una vez, aunque acabó quedándose más tiempo a causa de la eclosión de la pandemia.

CTADibujo artístico que muestra los tres tamaños de los telescopios que componen el proyecto CTACTA

¿Cómo funciona el consejo?
Se realizan dos reuniones ordinarias al año. El observatorio posee dos sedes administrativas, una en Bolonia (Italia), y otra en Berlín (Alemania). Antes de la pandemia, estas reuniones eran presenciales. Ahora se han realizado en forma online, a distancia. Esperamos volver a tener una reunión presencial en mayo. Cuando surge algo importante para decidir o comunicar a lo largo del año, también puede convocarse una reunión extraordinaria. Últimamente se han celebrado varias reuniones extraordinarias porque estamos viviendo una etapa importante del experimento. Estamos dejando la fase de diseño de los prototipos para ingresar a la etapa de producción en serie de las antenas y su instalación en los emplazamientos previstos. En 2021 tuvimos al menos tres reuniones extraordinarias.

¿Cuál es su papel como presidente del consejo?
Mi rol consiste en ser una especie de mediador, un diplomático, como el presidente del Congreso Nacional en Brasilia, por ejemplo. Soy el que negocia con las diferentes partes, recibo peticiones de varios lugares y debo gestionar las demandas. Soy quien somete un tema a votación cuando noto que hay consenso, un camino a seguir. Desde un punto de vista burocrático, por ejemplo, gestiono la aceptación de nuevos miembros e instituciones en el consorcio y cuál será su papel en el CTA. Junto con otros dos representantes del CTA –el portavoz y el coportavoz del observatorio–, el chair es una de las tres personas que, en conjunto, negocian los fondos para el proyecto con las agencias de financiación.

¿El chair también interviene en los asuntos de índole científica o su rol se limita más a las cuestiones administrativas?
Su actuación se refleja en todas las esferas, tanto en el ámbito administrativo como político y científico. Las decisiones de carácter científico, como la cantidad de tiempo de observación que se asignará para medir cada objetivo de investigación y cuáles investigadores dirigirán cada tarea le caben a él y a los portavoces. Esos líderes son designados, pero su aprobación pasa por el consejo.  Una vez al mes, el presidente y los portavoces se reúnen a hablar con los líderes para hacer un seguimiento de la marcha de las tareas y enterarse si hay algo que deba corregirse.

El CTA ya debería haberse inaugurado. ¿Cómo marcha la construcción de los recintos que albergarán los telescopios?
Estamos iniciando la construcción definitiva del edificio en La Palma, en las Islas Canarias, donde ya hay un gran telescopio en funcionamiento. Resolvimos construir el prototipo de este tipo de telescopio, que es muy grande y costoso, en el propio sitio de observación. No tenía sentido montar el prototipo en otro lugar y después tener que trasladarlo hasta allí. Por su parte, el emplazamiento de Chile estará habilitado para iniciar la construcción del observatorio dentro de uno o dos años. Lo más probable es que el del norte esté terminado y funcione a pleno antes que el observatorio de Chile. Tal como ha ocurrido con la mayoría de los proyectos científicos, la pandemia ha retrasado todavía más nuestro cronograma.

¿Por qué el CTA tendrá dos emplazamientos distintos y telescopios de tres tamaños?
Los objetos que podemos observar desde un lugar son diferentes a los que pueden avistarse desde el otro. No vemos el mismo cielo en Chile que en España. Desde el hemisferio sur podemos divisar bien el centro de la Vía Láctea, algo imposible desde el hemisferio norte. Puede decirse que el predio del sur del CTA es óptimo para la observación de los eventos energéticos que se producen en nuestra galaxia, mientras que el del norte tiene como prioridad  medir objetos fuera de la Vía Láctea. Los tres tamaños distintos de los telescopios tienen por objeto observar la radiación gamma en un intervalo de energía bastante amplio, entre 20 gigaelectronvoltios (GeV) y 300 teraelectronvoltios (TeV). A grandes rasgos, los telescopios mayores están destinados a captar los fenómenos que produjeron energías menores, de poca luminosidad, dentro de ese intervalo. Los telescopios menores cumplen una función contraria, sirven para observar eventos extremadamente energéticos y luminosos. Los de tamaño intermedio son fundamentales para el CTA y sirven de puente entre ambos extremos. En principio, constituyen el único tipo de telescopio que funcionará en simultáneo en los dos sitios.

“El CTA trabajará con la ciencia fundamental, y pretende entender cómo se comporta la naturaleza en el marco de los  eventos extremos”

¿Cómo es eso?
En la primera etapa de la construcción, en el centro ubicado en La Palma, está prevista la instalación de 13 telescopios, cuatro grandes y 9 medianos, centrados en la observación de los eventos más energéticos. En el de Chile habrá 51 telescopios, 37 pequeños y 14 medianos, optimizados para registrar eventos muy luminosos. En el futuro, de haber dinero, es posible que también se instale algún telescopio grande en el hemisferio sur.

¿Cuál es la participación de los grupos brasileños en la construcción de estos telescopios?
El grupo de la profesora Dal Pino, del IAG, participó en el desarrollo de uno de los tres prototipos del telescopio de pequeño porte. Formaron parte de una iniciativa italiana. Mis colegas del CBPF participaron en el desarrollo de parte del sistema de alineación de los 200 espejos que componen el telescopio grande. El proyecto que coordino se centra en la instrumentación del telescopio mediano. En colaboración con la empresa Orbital Engenharia, de São José dos Campos (São Paulo), hemos diseñado y construido el prototipo de la estructura metálica que se utiliza para posicionar la cámara del telescopio mediano. Esta especie de brazo de la cámara fue aprobada por el CTA e incorporada al proyecto final del telescopio. La USP, la UFABC y Orbital Engenharia poseen la patente de esa estructura. Ha sido un proyecto concebido y ejecutado íntegramente aquí, con empresas nacionales.

¿Ese brazo del telescopio mediano se fabricará en Brasil?
Tengo garantizada la financiación, unos 5 millones de reales, para construir esta estructura para nueve telescopios y una exalumna, la física Rita de Cássia dos Anjos, actualmente docente en la UFPR, y nuestro colaborador Jaziel Goulart, de la Universidad Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR), consiguieron que la Fundación Araucária aporte los fondos para otro brazo más. Así que tenemos asegurado el dinero para 10 estructuras. En realidad, es algo más que construirlas solamente. Tenemos que fabricar la pieza, instalarla en el telescopio, realizar una serie de mediciones y garantizarle al CTA que todo funcione correctamente. Estoy tratando de conseguir más financiación para fabricar el brazo para unos 25 telescopios. Supongo que si en dos años no consigo todo el dinero en Brasil, alguna institución del exterior deberá pagarlo. Estoy trabajando para que, independientemente de la procedencia del dinero, la construcción de esta estructura sea hecha por la industria brasileña. Esto aún no está asegurado, pero sería una decisión lógica, puesto que hemos diseñado y construido el prototipo y sabemos cómo fabricar la estructura.

¿Para cuándo se espera que el CTA genere los primeros trabajos científicos?
Diría que de aquí a unos tres años deberían salir los primeros resultados. El CTA es un experimento cuyo objetivo es generar descubrimientos científicos. No se trata de algo de índole incremental, que tenga como meta conseguir una pequeña mejora en la calidad de algún tipo de medición o parámetro específico ya conocido. El observatorio va a trabajar con la ciencia fundamental, básica, y pretende entender cómo se comporta la naturaleza en los eventos extremos: extremos de masa, de energía, de tamaño, que solo pueden observarse en detalle en la radiación gamma. En definitva, en todo tipo de extremo que pueda imaginarse. Esperamos que, en un plazo máximo de cinco años, podamos realizar algún descubrimiento. Ningún otro observatorio de rayos gamma tendrá capacidad para realizar mediciones de eventos tan extremos, tan energéticos, como el CTA. Es por eso que creemos que no tendremos competidores. En el proyecto de investigación que coordino estamos muy interesados en trabajar con mediciones sobre la naturaleza de la materia oscura, algo que en el CTA, es del interés de varios grupos internacionales.

¿En qué otros temas se centrarán las observaciones del CTA?
Este contexto de extremos, de altas energías, está en las fronteras de la comprensión de la naturaleza. Esperamos poder entender mejor, por ejemplo, la naturaleza de las denominadas explosiones de rayos gamma, los eventos más energéticos y luminosos del Universo, que ya han podido observarse en galaxias lejanas. O cómo funciona un agujero negro, del cual ni siquiera la luz puede escapar. O incluso poder medir efectos desconocidos de la gravedad newtoniana o, quizá, de la gravedad cuántica.

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