Qué buscaba
Cuando el Sol produce una fulguración, acelera protones y núcleos hasta energías enormes. Algunos de esos protones chocan contra la atmósfera del propio Sol y arrancan neutrones, que salen disparados en todas direcciones. Los que apuntan a la Tierra llegan unos minutos después de la luz de la fulguración y traen consigo una información que ninguna otra partícula conserva: como no tienen carga, los campos magnéticos del Sol y de la Tierra no los desvían. Llegan con la dirección y la energía con que salieron, y con ellas se puede reconstruir cuándo y cómo se aceleraron los iones en la fulguración.
El telescopio de neutrones solares de Chacaltaya busca exactamente eso: ver el Sol en neutrones, y hacerlo desde el lugar de la Tierra donde más neutrones sobreviven.
Por qué aquí
Un neutrón libre es frágil: se desintegra en unos quince minutos y la atmósfera lo absorbe con eficacia. Al nivel del mar casi ninguno llega al suelo. A 5.250 metros, con 540 gramos de aire por centímetro cuadrado encima en lugar de más de mil, sobreviven muchos más. Por eso la Red Internacional de Telescopios de Neutrones Solares que el Laboratorio de Medio Ambiente Solar-Terrestre (STEL) de la Universidad de Nagoya desplegó en los años noventa está toda en montañas —Norikura en Japón, Mauna Kea en Hawái, Gornergrat en Suiza, Aragats en Armenia, Yangbajing en el Tíbet, Sierra Negra en México— y por eso Chacaltaya fue, de todas, la más alta. Repartidas por los meridianos, las siete estaciones garantizan que alguna tenga el Sol en el cielo a cualquier hora en que se produzca una fulguración.
Un vecino con otra pregunta
El Laboratorio ya tenía un monitor de neutrones desde los años sesenta. No es lo mismo: el monitor cuenta los neutrones que producen en la atmósfera los rayos cósmicos venidos de la galaxia y sigue sus variaciones; el telescopio busca los pocos que vienen directamente del Sol, y distingue su energía y su dirección. En las fulguraciones grandes los dos instrumentos ven la señal a la vez, y así se confirman mutuamente.
Cómo funciona
El neutrón no deja rastro por sí mismo. El telescopio lo obliga a delatarse: un bloque de cuatro centelladores plásticos de un metro cuadrado y 40 centímetros de espesor —cuatro metros cuadrados en total— hace de blanco. Cuando un neutrón choca con un núcleo del plástico, arranca un protón, y el protón, que sí tiene carga, produce un destello que recogen los fotomultiplicadores. La cantidad de luz mide la energía: el instrumento la clasifica en cuatro umbrales, más de 40, 80, 160 y 240 MeV.
Falta descartar a los intrusos. Alrededor del bloque, diecisiete centelladores de anticoincidencia vigilan: una partícula cargada que venga de fuera los hace centellear antes de entrar, y se descarta; un neutrón los atraviesa sin dejar señal y sólo se enciende en el bloque. Contadores proporcionales completan el aparato y permiten conocer la dirección de llegada del protón, y con ella la del neutrón.
En los planos de Nagoya el detector de Chacaltaya se llama «Bolivia N.º 3»: el tercero de una serie que empezó con los dos telescopios de Norikura, la montaña japonesa donde el 4 de junio de 1991 se vieron por primera vez desde tierra neutrones de una fulguración con este tipo de instrumento.
Cuándo y dónde
Las fotografías de la instalación llevan sellos de abril y mayo de 1992; la red da como inicio de la toma de datos septiembre de 1992. Según el director del Instituto, el telescopio se instaló sobre la sala del detector de muones del BASJE, la sala Rossi (comunicación del 20 de septiembre de 2026): el edificio que en 1962 se había construido para blindar un detector bajo plomo sostuvo, treinta años después, un detector que miraba al Sol.
Lo que vio
Los dos artículos que documentan las detecciones llevan la firma del grupo boliviano —Pedro Miranda, Nicolás Martinic, Rolando Ticona y Alfonso Velarde, del Instituto de Investigaciones Físicas— junto a la de Nagoya. Con el suceso de 2005, combinando los neutrones de Chacaltaya con los rayos gamma medidos desde satélites, se pudo establecer que los iones de la fulguración se aceleraron de forma continua mientras duró la emisión: es el tipo de resultado que este instrumento existía para dar.
1994: la cooperación se formaliza
Aguirre recuerda en su libro que en 1994 «se diseñó con la Universidad de Nagoya un proyecto cooperativo sobre neutrones solares, con el apoyo comprometido de la Academia Nacional de Ciencias». Los documentos de ese año lo muestran paso a paso: una fotografía del detector fechada en febrero, la visita de un investigador de Nagoya —probablemente Muraki ⚠— al presidente de la Academia, Carlos Aguirre, el 10 de marzo, y una carta de Aguirre al embajador del Japón, Shizuya Kato, el 23 de marzo.
La carta es algo más que un aval. En dos páginas, Aguirre recorre medio siglo de presencia japonesa en la montaña y lo pone en orden: las placas de 1946–1947 y su eco en Yukawa, Sakata y Tomonaga; los contactos de finales de los cincuenta entre Oda, Rossi y Escobar que dieron el BASJE en 1962; la conversación entre Nishimura y Lattes «bajo el patrocinio del profesor Yukawa» que trajo las cámaras de emulsión de la Colaboración Brasil–Japón; y su propia estancia en el RIKEN en 1971–1972, donde con Tsuneo Matano se abrió el tercer experimento, SYS. Y cierra con lo que la cooperación dejó en Bolivia: instituciones científicas nuevas, carreras de ciencias básicas, generaciones de científicos e ingenieros, y «el acercamiento y la comprensión de las culturas de Bolivia y Japón».
«In a retrospective view it can be assured that the presence of the different Japanese groups in Chacaltaya was fundamental in at least two ways; one, is that already stated of the advancement of knowledge in cosmic physics, the other, contributing to develop science in Bolivia.»
Carlos Aguirre Bastos al embajador Shizuya Kato, La Paz, 23 de marzo de 1994 (traducción de época)
La carta completa está en el archivo del sitio.
Una mirada japonesa a la montaña
El folleto de Nagoya incluye, además de las fotografías, el recuerdo de un investigador que subió a Chacaltaya. Una página conservada a medias —el margen izquierdo se perdió en la copia— cuenta que subió en jeep «sin dolor de cabeza especial», que fue a ver «el dispositivo de chubascos atmosféricos que el profesor Suga y los suyos instalaron en la ladera», y que le pareció, escrito así, en inglés, crazy: «que hayan instalado centelladores tan pesados en una pendiente tan empinada y a tanta altura; me admiró la audacia de la idea, porque a nuestra generación no se le habría ocurrido». Antes de volver fue a ver un espectáculo de folklore y disfrutó «hasta hartarse» de la música boliviana auténtica, y en el vuelo de regreso el avión, que apenas lograba ganar altura, pasó por debajo de las cumbres de la cordillera.
Ficha técnica
- Blanco
- Cuatro centelladores plásticos de 1 m² y 40 cm de espesor: 4 m² de superficie. Un neutrón incidente produce un protón de retroceso, que es lo que se mide.
- Anticoincidencia
- 17 centelladores que rodean el detector y descartan las partículas cargadas.
- Umbrales de energía
- > 40, > 80, > 160 y > 240 MeV, fijados por discriminadores sobre la señal de los fotomultiplicadores.
- Dirección
- Contadores proporcionales que registran la trayectoria del protón; canales direccionales.
- Emplazamiento
- 16°21′ S, 68°08′ O; 5.250 m; 540 g/cm² de atmósfera; rigidez de corte geomagnética 12,5 GV. Sobre la sala Rossi, según el director del Instituto ⚠.
- Instrumento compañero
- Monitor de neutrones NM64 de 13,1 m², con registro cada 10 segundos.
- Red
- Norikura (2.770 m), Chacaltaya (5.250 m), Mauna Kea (4.200 m), Gornergrat (3.135 m), Aragats (3.200 m), Yangbajing (4.300 m), Sierra Negra (4.580 m). Chacaltaya en operación desde septiembre de 1992.
Publicaciones clave
- K. Watanabe, Y. Muraki, Y. Matsubara, K. Murakami, T. Sako, H. Tsuchiya, S. Masuda, M. Yoshimori, N. Ohmori, P. Miranda, N. Martinic, R. Ticona, A. Velarde, F. Kakimoto, S. Ogio, Y. Tsunesada, H. Tokuno y Y. Shirasaki, «Solar neutron event in association with a large solar flare on 2000 November 24». The Astrophysical Journal, 2003; arXiv:astro-ph/0304067.
- K. Watanabe et al., «Physics of ion acceleration in the solar flare on 2005 September 7 determines γ-ray and neutron production». Advances in Space Research, vol. 44, n.º 7, 2009, pp. 789–793. doi:10.1016/j.asr.2009.06.002.
- D. Lopez y Y. Matsubara, «Search for solar neutrons at Mount Chacaltaya associated with M- and X-class flares during the rising period of solar cycle 24». Earth, Planets and Space, vol. 67, 2015. doi:10.1186/s40623-015-0222-2.
- D. Lopez, Y. Matsubara, Y. Muraki y T. Sako, «Search for solar neutrons during the maximum of solar cycle 24». PoS (ICRC2015) 115.
- Universidad de Nagoya, STEL, 国際太陽中性子観測網 · International Solar Neutron Telescope Network – To better understand the Sun. Nagoya, septiembre de 2003. Figs. 29–33 y planos. Copia en el archivo del IIF.
Puntos abiertos
Sigue midiendo
El telescopio continúa en operación en 2026 (confirmación del director del Instituto, 20 de septiembre de 2026): treinta y cuatro años de datos solares tomados desde el mismo punto, sobre la sala que en 1962 se construyó para el BASJE. Para la candidatura es un argumento de continuidad tan concreto como la estación GAW. ⚠ Falta documentar el estado actual del instrumento con fotografías y una nota técnica del grupo boliviano.
Procedencia del material
El folleto, los planos, las fotografías de 1992 y 1994 y la carta de Aguirre los entregó personalmente Yasushi Muraki —fundador de la red de telescopios de neutrones solares y profesor emérito de la Universidad de Nagoya— al director del Instituto en la Conferencia Internacional de Rayos Cósmicos de 2023, en Nagoya, con el fin expreso de que se difundieran. Por eso se publican aquí. ⚠ Queda por confirmar si el investigador que aparece con Aguirre el 10 de marzo de 1994 es el propio Muraki, y quién escribió el recuerdo en japonés.