DUNE: ciencia real y cosmología con sabor a Stranger Things

Científicos ultiman un experimento capaz de revelar otras dimensiones del universo. Así, sin paños calientes. Bajo las praderas silenciosas de Dakota del Sur, a más de un kilómetro de profundidad, un equipo internacional prepara el mayor cañón de neutrinos jamás construido: un haz tan poderoso que, si las teorías más atrevidas están en lo cierto, podría arrancar el velo de la realidad y mostrar que nuestro mundo no es tridimensional, sino la superficie visible de algo mucho más vasto. No es ciencia ficción. Es el proyecto DUNE, una instalación subterránea que parece salida del laboratorio de Hawkins pero que se financia con presupuestos estatales y firmas científicas auténticas.

DUNE —del inglés Deep Underground Neutrino Experiment— pretende disparar un caudal masivo de neutrinos desde un acelerador en Illinois (EE. UU.) hacia detectores escondidos a 1,5 km de profundidad bajo las rocas de Dakota del Sur, tras recorrer unos 1.300 km.

Los neutrinos son partículas fantasma: casi no interactúan con la materia, atraviesan la Tierra —y a nosotros— como si fuéramos transparentes. Esa invisibilidad las convierte en mensajeros privilegiados del cosmos: si algo extraño ocurre allá arriba —supernovas, colapsos estelares, fenómenos exóticos— los neutrinos podrían recogernos la versión real de esos eventos. 

El plan de DUNE es simple (en letra) y titánico (en escala): generar el haz más intenso jamás visto, capturar esos neutrinos en cámaras gigantes de argón líquido bajo tierra, y estudiar cómo “oscilan” —cómo cambian su tipo al viajar— con una precisión sin precedentes. El objetivo: arrojar luz sobre la organización de las masas neutrínicas, la asimetría materia-antimateria, e incluso detectar fenómenos que escapan al actual paradigma de la física. 

Pero lo que hoy llama la atención de muchos teóricos es otra posibilidad: que esos cambios, esas oscilaciones, no sean sólo efecto de la mecánica cuántica conocida, sino la huella de otras dimensiones —espacios ocultos más allá de las tres dimensiones de la materia habitual. 

DUNE constará de dos detectores de neutrinos ubicados en el haz de neutrinos más intenso del mundo

¿Dimensiones extra? De la física teórica a la prueba experimental

La teoría de los universos paralelos surgió como una teoría dentro de la mecánica cuántica alrededor de 1957. En resumen, mantiene que el universo se ramifica en un montón de nuevos cosmos alternativos. En octubre, un estallido de rayos gamma sin precedentes reavivó las especulaciones sobre agujeros de gusano y mundos al otro lado del espacio-tiempo

La idea no es nueva: desde hace décadas, la física moderna contempla que podrían existir dimensiones extra, invisibles para nosotros, escondidas a escalas infinitesimales, en las que partículas especiales —como los neutrinos “derechos” — podrían moverse libremente. Esa libertad podría explicar por qué los neutrinos tienen masas tan pequeñas —demasiado pequeñas— comparadas con otras partículas conocidas. 

Lo prometedor de DUNE es que, al medir con exactitud cómo los neutrinos oscilan (es decir, cambian su “sabor” o tipo) al atravesar la Tierra, podríamos detectar desviaciones respecto a lo que espera la física estándar. Desviaciones que, interpretadas con cuidado, podrían apuntar a la existencia de esas dimensiones ocultas.

No es que viajemos al "mundo al revés" de Strangers Things, dicho con cierto gusto a ciencia-ficción seria algo así: imaginemos un pasadizo invisible, un hueco dimensional paralelo que convive con el nuestro, donde los neutrinos pueden escaparse, desaparecer y reaparecer cambiados. DUNE sería la linterna capaz de alumbrar ese pasadizo.

Si DUNE detecta señales compatibles con dimensiones extras, estaríamos ante una revolución: no sólo reescribiríamos la física de partículas, sino nuestra propia concepción del universo.

Los agujeros negros podrían conectar universos paralelos

Pero —siempre hay un “pero”— la puerta de DUNE está entreabierta.

Primero, porque no hay garantía de que esas dimensiones existan —y si existen, que sean accesibles al experimento. Muchas versiones de teorías de dimensiones adicionales predicen efectos tan tenues que, aunque DUNE sea sensible, podrían no dejar huella detectable. 

Segundo, porque incluso si detectan anomalías, interpretarlas no será simple: ¿serán dimensiones extra, o desconocidos efectos de física cuántica avanzada? ¿Un nuevo tipo de neutrino? ¿Un error en los modelos atmosféricos? El “ruido de fondo” cósmico es implacable y está lleno de trampas interpretativas.

Y tercero —como en toda buena historia de puertas secretas— porque no sería un descubrimiento inmediato, sino un lento proceso de acumulación de datos, selección de patrones, retoques teóricos… quizá décadas de análisis antes de que alguien pueda decir con certeza: “sí, este es otro universo coexistiendo con el nuestro”.

Los mundos de DUNE son muy distintos al mundo del revés de Hawkins

El Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos (DUNE) está impulsado por una colaboración internacional que incluye más de 1.400 científicos de más de 240 instituciones en 39 países, entre ellos España, Francia, Italia, Reino Unido, Suiza, Brasil, Colombia, Canadá, Estados Unidos, India, Japón y la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN).

El proyecto está gestionado y coordinado por Fermilab, el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi del Departamento de Energía de EE. UU., y se desarrolla en la infraestructura Long-Baseline Neutrino Facility (LBNF). Aunque el proyecto DUNE es muy esperanzador, todavía está en construcción y no comenzará a recopilar datos hasta el año 2030. Será a partir de esta fecha cuando podrán dedicar varios años al análisis y realizar una evaluación exhaustiva de la teoría de dimensiones paralelas.