Con ayuda de un telescopio submarino en el mar Mediterráneo, los científicos han descubierto un neutrino cósmico con una energía inaudita. ¿Qué significa esto para la ciencia?
Los neutrinos se encuentran entre las partículas elementales más misteriosas: no tienen carga eléctrica y casi no tienen masa. Al mismo tiempo, son mensajeros cósmicos especiales que pueden revelar los secretos de los fenómenos más energéticos del universo.
Aunque los neutrinos son la segunda partícula más abundante del universo después de los fotones, son muy difíciles de detectar debido a su débil interacción con la materia. Pero, ¿cómo se pueden observar estas partículas fantasmales del universo?
Científicos a la caza de partículas
Aquí es donde entra en juego el telescopio de neutrinos KM3NeT. Este observatorio consta de dos detectores, ARCA, cerca de Sicilia, y ORCA, cerca de Toulon, en Francia, a una profundidad de 3450 metros. La abundante agua marina sirve como volumen del detector, y físicamente se producen los siguientes fenómenos:
Cuando los neutrinos cósmicos reaccionan con los núcleos atómicos del agua marina, pueden formarse muones. Los muones son más pesados que los electrones, pero también tienen una carga negativa. En esta reacción, el muón adquiere suficiente energía cinética como para crear un cono de luz al atravesar el agua marina. Esta luz, conocida como luz de Cherenkov o radiación de Cherenkov, es comparable al estruendo sónico que emite un avión a reacción.
Energía sobrenaturalmente alta
Con KM3NeT, los astrónomos no solo pueden detectar neutrinos, sino también investigarlos más a fondo. Esto permite medir energías altas hasta ahora desconocidas, como la partícula detectada el 13 de febrero de 2023 con una energía de aproximadamente 220 petaelectronvoltios (PeV).
Un PeV equivale a 1015 o un cuatrillón de electronvoltios. Esta energía es 16 000 veces mayor que la colisión de partículas más fuerte que los científicos han logrado crear hasta ahora en la Tierra.
«Esta primera detección de un neutrino en el rango de cientos de PeV abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos», afirmó Paschal Coyle, investigador del Instituto Nacional de Física Nuclear y de Partículas de Francia.
¿De dónde proviene el neutrino récord?
La pregunta principal es de dónde provienen estas partículas de alta energía. «En combinación con otros telescopios, estamos tratando de determinar la relación entre la aceleración de la radiación cósmica, la producción de neutrinos y el papel de los agujeros negros supermasivos», explicó Yuri Kovalev, del Instituto Max Planck de Radioastronomía.
Además de los agujeros negros, las explosiones estelares —las llamadas supernovas— también son posibles aceleradores potentes de partículas cósmicas. El neutrino de alta energía que se ha medido ahora podría provenir directamente de un acelerador de este tipo o podría ser la primera prueba de un neutrino cosmogénico.
Los neutrinos cosmogénicos podrían formarse cuando otras partículas cósmicas reaccionan con la débil luz del fondo cósmico y generan neutrinos extremadamente energéticos. Sin embargo, dado que solo se ha medido un fenómeno con una energía de cientos de PeV, su origen sigue siendo incierto.
Para obtener más información, los científicos deben «pescar» más fenómenos de este tipo.
«Determinar la dirección y la energía de este neutrino requirió una calibración precisa del telescopio. La detección actual se ha logrado con solo una décima parte de la configuración final del detector, lo que demuestra el gran potencial del experimento y de la astronomía de neutrinos», concluyó el físico de KM3Net Aart Heijboer.
El origen del neutrino sigue siendo desconocido.
Artículo publicado originalmente en The Epoch Times Eslovaquia con el título «Zo Stredozemného mora bolo vylovené neutríno s doposiaľ najvyššou energiou»
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