Detectan el neutrino más energético jamás descubierto, pero ¿de dónde viene?

La Tierra recibe cada día un auténtico diluvio de rayos cósmicos con una energía diez millones de veces superior a la que se obtiene en el mayor acelerador de partículas construido por el hombre. No tienen carga, ni apenas masa, ni interactúan con el electromagnetismo, ni con la gravedad y vagan por el universo casi a la velocidad de la la luz. Atraviesan planetas, galaxias y nuestros propios cuerpos sin que nada los desvíe.

Son los neutrinos, las partículas fantasma que llegan a la Tierra producidas fundamentalmente por nuestro Sol, a relativamente bajas energías. Son aún un misterio para la física, pero dentro de esta familia existen elementos aún más intrigantes: los neutrinos ultraenergéticos, partículas subatómicas que se cree que son mensajeros de algunos de los sucesos más violentos y catastróficos de nuestro universo, como las explosiones de agujeros negros supermasivos en galaxias distantes. Y son absolutamente escurridizos. Aunque detectarlos quizás no sea misión imposible si se confirma el anuncio realizado en la conferencia Neutrino 2024 que se celebró hace unos días en Milán. Fue ahí donde el físico portugués João Coelho reveló el descubrimiento: el neutrino más energético jamás detectado, que fue localizado a más de 3.500 metros de profundidad en aguas del Mediterráneo por el observatorio ARCA, aún en construccion.

En su charla, Coelho afirmó que más de un tercio de los sensores del observatorio ARCA habían registrado destellos consistentes con un muón que cruza horizontalmente el observatorio, producido por un neutrino que llegó aproximadamente un grado por debajo del horizonte. La partícula probablemente tenía una energía de «muchas decenas de petaelectronvoltios», añadió, lo que la convertiría en la más energética jamás detectada. Pero el investigador no ha desvelado de dónde procedía, según un artículo de divulgación de Nature en el que se da cuenta de la noticia.

La mayor parte de la luz que detecta ARCA es el resultado de partículas de rayos cósmicos altamente energéticas, que producen lluvias de partículas subatómicas cargadas eléctricamente cuando golpean la atmósfera de la Tierra. Estas lluvias de partículas pueden viajar en el agua durante kilómetros y dejar débiles destellos de luz, que este observatorio internacional está diseñado para detectar.

El observatorio también puede detectar luz de otros tipos de partículas, incluidos los neutrinos, aunque no los ve directamente. ¿Cómo se detecta entonces? Cuando un neutrino golpea una molécula (de aire, agua o roca subyacente) puede crear una partícula cargada altamente energética llamada muón, que produce una lluvia de otras partículas cargadas a medida que avanza a través del detector. Los neutrinos pueden viajar a través de la Tierra, por lo que las lluvias de partículas que producen pueden proceder de cualquier dirección, mientras que las resultantes de los rayos cósmicos suelen proceder de la atmósfera. Entonces, cuando ARCA detecta una lluvia desde arriba, puede ser difícil determinar la fuente, pero las lluvias que son horizontales o que se mueven hacia arriba tienen más probabilidades de ser neutrinos, dice Elisa Resconi, física de neutrinos de la Universidad Técnica de Munich en Alemania. .

La búsqueda continúa

Al menos cuatro observatorios más que pueden detectar los neutrinos de mayor energía están en construcción o han sido propuestos, según explicó Naoko Kurahashi Neilson, investigadora de neutrinos de la Universidad de Drexel en Filadelfia, Pensilvania, quien describió algunos de los planes en otra charla del congreso de Milán. Resconi dice que ella y sus colaboradores han estado realizando pruebas exitosas para un futuro observatorio de neutrinos frente a la isla de Vancouver, Canadá. Y Otte está liderando otra propuesta de proyecto (con un prototipo que ahora se está probando en Utah) que buscaría neutrinos que rozan la Tierra monitoreando la atmósfera justo encima del horizonte en busca de destellos de luz.