Hay particulas cruzando tu cuerpo en este preciso instante. Miles de millones por segundo, llegando del Sol y del cosmos, capaces de atravesar la Tierra entera como si no existiera. Son los neutrinos, las particulas mas misteriosas y dificiles de capturar de toda la fisica moderna. Y desde Chile, un equipo liderado por el Dr. Jilberto Zamora Saa acaba de darle a la ciencia mundial una herramienta inedita para estudiarlas.
Zamora Saa es director del Centro Teorico y Experimental de Fisica de Particulas (CTEPP) de la Universidad Andres Bello (UNAB) e investigador asociado del Instituto Milenio SAPHIR. Su equipo diseno el ColdBox: una estructura de blindaje que protege los detectores del experimento SND@LHC en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN, en Ginebra, Suiza. El resultado es una reduccion de la radiacion de neutrones en mas de tres ordenes de magnitud -es decir, mas de mil veces- hasta niveles tan bajos que los instrumentos practicamente dejan de detectarlos.
El problema: fotografiar lo invisible en una tormenta
El experimento SND@LHC tiene una mision de alta complejidad: detectar los neutrinos que se generan cuando los protones colisionan a velocidades cercanas a la de la luz dentro del LHC. Esas particulas no tienen carga electrica, poseen una masa minuscula y atraviesan casi cualquier material sin interactuar. Precisamente por eso su estudio abre ventanas a preguntas fundamentales: el origen del universo, la relacion entre materia y antimateria, la naturaleza de la materia oscura y los limites del Modelo Estandar de la fisica de particulas.
Para captar las trazas de los neutrinos, el detector SND emplea unas laminas especiales llamadas emulsiones nucleares: peliculas fotosensibles que registran el paso de particulas de forma analoga a como lo hacia el carrete fotografico. Alli radica el problema: dentro del LHC existe una intensa radiacion secundaria compuesta por protones, neutrones y otras particulas que interfieren constantemente con esas emulsiones, "velandolas" antes de que puedan registrar las senales de interes.
"Es como tratar de sacar una foto en la oscuridad total; la radiacion 'vela' nuestros detectores, y eso degrada la calidad de la informacion que podemos registrar."Dr. Jilberto Zamora Saa - CTEPP, Universidad Andres Bello
La solucion: ColdBox, el escudo de doble capa
Para resolver el problema, el equipo chileno diseno una solucion que combina fisica de radiacion con ingenieria de precision. El ColdBox es una estructura de blindaje de doble capa, optimizada mediante simulaciones computacionales avanzadas realizadas con el software especializado FLUKA, ampliamente utilizado en fisica de altas energias para modelar el transporte de particulas y la interaccion con la materia.
Caracteristicas tecnicas del ColdBox
- Sistema de blindaje de doble capa para reduccion escalonada de la radiacion de neutrones.
- Disenado con el software FLUKA, estandar internacional en simulacion de transporte de particulas.
- Reduce el flujo de neutrones termicos en mas de tres ordenes de magnitud (verificado con mediciones experimentales).
- Integra un sistema de aislamiento termico y control de humedad para garantizar condiciones estables en las emulsiones nucleares.
- Construido por especialistas de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNAB en Chile.
- Instalado en el experimento SND@LHC del CERN, actualmente en operacion.
El diseno fue construido en Chile por un equipo tecnico de la Facultad de Ciencias Exactas de la UNAB, lo que demuestra que el pais no solo aporta investigadores teoricos a proyectos internacionales, sino tambien la capacidad de fabricar instrumentacion cientifica de nivel mundial. El dispositivo cumple dos funciones simultaneas: bloquear la radiacion de neutrones antes de que alcance las emulsiones y mantener condiciones ambientales estables de temperatura y humedad, indispensables para el funcionamiento de largo plazo del detector.
Resultados que superaron las expectativas
Los resultados preliminares de la instalacion del ColdBox sorprendieron al propio equipo investigador. El nivel de radiacion residual de neutrones dentro del sistema fue tan bajo que los instrumentos de medicion practicamente no lo registraban. Eso significa que los detectores de emulsion nuclear pueden ahora operar en condiciones optimas, recopilando senales de neutrinos con una calidad de datos radicalmente superior a la situacion previa.
En fisica de particulas, donde cada senal valida entre millones de interferencias puede representar un descubrimiento, esa diferencia en la relacion senal/ruido no es un detalle tecnico: puede cambiar por completo la capacidad de obtener resultados cientificos relevantes.
El trabajo fue publicado en el Journal of Instrumentation, una de las revistas cientificas internacionales de mayor prestigio en el campo de detectores e instrumentacion para fisica experimental. La publicacion consolida la contribucion del equipo chileno al desarrollo de tecnologias de frontera y da visibilidad internacional al trabajo realizado desde Sudamerica.
Chile en el CERN: un hito que llega en el momento justo
Chile, Estado Miembro Asociado del CERN desde abril de 2026
El ColdBox llega en un momento historico para la ciencia chilena. El 2 de abril de 2026, Chile se convirtio oficialmente en Estado Miembro Asociado del CERN, completando un proceso iniciado en junio de 2023 con la visita del entonces presidente Gabriel Boric a las instalaciones del laboratorio en Ginebra. Tras la aprobacion del Consejo del CERN en abril de 2025, el Congreso chileno ratifico el acuerdo por unanimidad -120 votos- en menos de un ano. La nueva condicion permite a Chile participar en los organos de gobernanza del CERN, acceder a programas de formacion y que empresas chilenas liciten contratos con la organizacion.
Para el Dr. Zamora Saa, el desarrollo del ColdBox y su integracion al experimento SND@LHC son una demostracion concreta de lo que esta membresia puede significar en la practica. No se trata solo de firmar tratados o enviar estudiantes a formarse en Ginebra: se trata de que Chile disene y fabrique componentes criticos que forman parte de los experimentos mas complejos jamas construidos por la humanidad.
"Podemos crear tecnologia util, que funcione y que tenga un lugar destacado en los experimentos mas importantes del mundo."Dr. Jilberto Zamora Saa
La incorporacion de Chile como miembro asociado del CERN abre tambien el camino para que el pais refuerce su participacion en experimentos como ATLAS, CMS y LHCb, ademas de ampliar las redes de formacion para investigadores y estudiantes chilenos. El ColdBox, en ese contexto, no es solo una solucion ingeniosa a un problema tecnico: es tambien una senal de que Chile tiene el talento y la capacidad institucional para contribuir a la ciencia de frontera global.
¿Por que importa estudiar los neutrinos?
Los neutrinos son una de las particulas mas abundantes del universo y, al mismo tiempo, de las menos comprendidas. Se producen en enormes cantidades en el interior de las estrellas, en explosiones de supernovas, en el nucleo de la Tierra y en los colisionadores de particulas. Cada segundo, aproximadamente 65 mil millones de neutrinos solares atraviesan cada centimetro cuadrado de la superficie terrestre.
A pesar de su abundancia, su escasa interaccion con la materia los hace extremadamente dificiles de detectar. Su estudio abre preguntas fundamentales: ¿por que el universo esta formado predominantemente por materia y no por antimateria? ¿Que papel jugaron los neutrinos en los primeros instantes tras el Big Bang? ¿Existen tipos de neutrinos aun desconocidos? El experimento SND@LHC, y la tecnologia chilena que lo protege, contribuye a construir las respuestas.