El neutrino es una misteriosa partícula subatómica sin carga eléctrica y con una masa tan pequeña que es extremadamente difícil de detectar. Sin embargo, una colaboración internacional ha logrado captar el de mayor energía observado hasta ahora y cuyo origen exacto está aún por determinar. Esta detección es «una cosa extraordinaria«, según explica a EFE el profesor de la Universidad de Valencia Juan de Dios Zornoza, que añade: «El simple hecho de que sea la partícula fundamental de mayor energía jamás observada ya lo convierte en algo único y especial«.
Además, indica que hay mecanismos en el universo que «son capaces de producir estas partículas tan energéticas, algo que no se había visto antes«, agrega Zornoza, coordinador de los grupos españoles que han colaborado en la investigación.
El descubrimiento corrió a cargo de la colaboración KM3NeT, un potente telescopio sumergido en las profundidades del Mediterráneo, que reúne a más de 360 científicos, ingenieros, técnicos y estudiantes de 68 instituciones de 21 países -entre ellas el LAB de la Universidad Politécnica de Cataluña-, que publican sus resultados en Nature.
La detección se produjo hace ahora dos años y el evento recibió el nombre de KM3-230213A. La energía estimada de la partícula es de unos 220 PeV (220.000 billones de electronvoltios), lo que supone que es 30 veces más energético que cualquiera de los detectados hasta ahora.
Los neutrinos interactúan de manera tan débil con la materia que miles de millones atraviesan nuestro cuerpo cada día sin que lo sepamos y son muy difíciles de detectar, por lo que se han ganado el apelativo de partícula fantasma. Tanto es así, que lo detectado fue un muon (partícula elemental similar al electrón, pero con más masa), resultado de la interacción del neutrino en las inmediaciones del detector, lo que ocurre pocas veces, detalla Zornoza
El muon se puede ver «porque induce en el agua una luz azulada«, que atravesó todo el detector, y su señal fue captada por más de un tercio de los sensores activos del telescopio. La inclinación de la trayectoria del muon, combinada con su enorme energía, hace que los investigadores estén «muy seguros» de que se originó a partir de un neutrino cósmico.
Los resultados sugieren que la partícula procede de más allá de nuestra Vía Láctea, aunque su origen exacto está por determinar, «lo que lo hace también más interesante», destaca el investigador español.
Se abre «una nueva ventana de observación al universo»
El origen puede que sea algún tipo de fuente astrofísica como los blazares (galaxias con un agujero negro supermasivo donde se pueden acelerar partículas a energías muy altas). También podría ser un neutrino cosmogénico, que se producen cuando rayos cósmicos de muy alta energía ‘chocan’ con los fotones del fondo de radiación de microondas.
En ese caso, sería la primera vez que se detectase uno de ese tipo o «quizá otra cosa distinta (…), con solo uno es todavía difícil llegar a conclusiones firmes«. Este hallazgo «abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y una nueva ventana de observación al universo«, a través de la cual «nunca se sabe lo que se va a encontrar», declaró en una rueda de prensa virtual el portavoz de KM3NeT, Paschal Coyle, del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia.
La astronomía de neutrinos, la segunda partícula más abundante del universo tras la luz, está en plena expansión y con ella es posible que se pueda explorar el universo de otra manera o descubrir cosas hasta ahora desconocidas, resalta Zornoza. Un telescopio en el fondo del mar La detección de neutrinos requiere de instalaciones específicas con el uso de miles de ‘cámaras’ muy sensibles incrustadas en grandes cuerpos de materia transparente, como el hielo o el agua.
El KM3NeT, ya operativo con una configuración parcial (se prevé que esté totalmente terminado entre 2028 y 2030), es una gigantesca infraestructura distribuida en dos detectores ARCA y ORCA, a profundidades de 3.450 y 2.450 metros, cerca de Sicilia (Italia) y Provenza (Francia).
La detección se logró con solo una décima parte de la configuración final de la instalación, lo que demuestra su gran potencial, según Aart Heijboer, del Instituto Nacional de Física Subatómica Nikhef, en Países Bajos. Participación española En este descubrimiento han participado, por parte española, el Instituto de Física Corpuscular (centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia); el Instituto de Investigación para la Gestión Integrada de Zonas Costeras de la Universidad Politécnica de Valencia; la Universidad de Granada; la unidad mixta del Instituto Español de Oceanografía (IEO), del CSIC y la Universidad Politécnica de Valencia; y el LAB de la Universidad Politécnica de Cataluña.
Además de contribuir a la construcción del telescopio, los grupos españoles cubren líneas de investigación como la astronomía multimensajero, la búsqueda de materia oscura o la de nueva física a través de los neutrinos.