El telescopio de neutrinos IceCube, situado en la Antártida, ha informado de la detección de 28 neutrinos de alta energía que podrían tener su origen en fuentes cósmicas. Dos de ellos alcanzaron energías superiores a 1 petaelectronvoltio (PeV), miles de veces mayores que las de los neutrinos producidos en aceleradores de partículas. El hallazgo respalda la construcción de un telescopio similar en el hemisferio norte, el KM3NeT, un proyecto en el que participan científicos españoles.
Un total de 28 neutrinos de alta energía han sido capturados por IceCube entre mayo de 2010 y mayo de 2012, coincidiendo con la estancia en la base antártica del físico Carlos Pobes, primer winter over español en hacerse cargo de este telescopio de neutrinos en el invierno antártico.
La colaboración internacional de IceCube ha presentado estos resultados durante una conferencia en la Universidad Wisconsin–Madison (EE UU).
Según los expertos de IceCube, los eventos detectados son incompatibles con los que se esperarían si los neutrinos tuvieran un origen atmosférico, aunque todavía es pronto para especular sobre la fuente de estas partículas. Estos resultados amplían las primeras detecciones de neutrinos altamente energéticos realizadas en abril de 2012, y se publicarán próximamente.
"Los dos neutrinos presentados en abril de 2012 tenían una probabilidad cercana al 99% de ser de origen astrofísico, pero eso no es suficiente para reclamar un descubrimiento", explica Carlos Pobes, actualmente en el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (CSIC-Universidad de Zaragoza).
"Los 28 neutrinos encontrados presentan una probabilidad aproximada de una entre un millón de no ser de origen astrofísico, y eso sí permite hablar de evidencia", añade el investigador.
Estos neutrinos podrían proceder de los eventos cósmicos más poderosos
Puesto que los neutrinos apenas interactúan con la materia y no les afecta la gravedad pueden aportar valiosa información sobre el funcionamiento de los fenómenos más energéticos y distantes del universo. Miles de millones de neutrinos atraviesan la Tierra cada segundo, la gran mayoría de ellos procede del Sol o de la atmósfera terrestre.
Los más infrecuentes son los neutrinos de alta energía que podrían proceder de los eventos cósmicos más poderosos, como explosiones de rayos gamma, agujeros negros o la formación de estrellas, donde podrían haberse creado en asociación con rayos cósmicos de alta energía que pueden alcanzar energías superiores a los miles de PeVs.
IceCube está formado por más de 5.000 módulos ópticos distribuidos por un kilómetro cúbico de hielo en la Antártida, que captan los leves destellos de luz azul emitidos por un neutrino cuando interactúa con una molécula de agua en el hielo.
Fue concebido hace más de 2 décadas para encontrar este tipo de neutrinos, así que este anuncio "supone un momento muy importante tanto para los miembros de la colaboración como para la comunidad científica en general", asegura Pobes. "Es solo el inicio de una nueva forma de mirar al Universo. Esperamos que los datos obtenidos ayuden a entender el origen de otros fenómenos como los rayos cósmicos de más alta energía".
Telescopio de neutrinos en el Mediterráneo
Este hallazgo avala la construcción de un telescopio de neutrinos similar a IceCube en el hemisferio norte. Este proyecto se denomina KM3NeT, y consiste en un detector de neutrinos que se ubicará en las profundidades del Mar Mediterráneo y ocupará 5 kilómetros cúbicos, del que se están desplegando los primeros componentes. Este experimento se basa en un telescopio de neutrinos submarino que existe en la actualidad en las proximidades de Tolón (Francia) llamado ANTARES.
"La ventaja de ANTARES y de KM3NeT es que pueden observar de forma más sencilla que IceCube en dirección al centro de la galaxia, ya que están situados en el hemisferio norte terrestre.
De hecho, los sucesos observados por IceCube se situan en su mayoría en un zona de alta visibilidad para nuestros telescopios submarinos", explica Juan José Hernández-Rey, investigador del Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universidad de Valencia) y uno de los portavoces de ANTARES.
Tanto en ANTARES como en KM3NeT participan científicos del IFIC y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). El diseño y preparación de KM3NeT fueron financiadas por los Programas Marco VI y VII de la Unión Europea.
En España ha sido apoyado por el Programa Nacional de Física de Partículas, el programa Prometeo de la Generalitat Valenciana y por los proyectos Consolider MultiDark y CPAN. La primera fase de construcción de KM3NeT ha sido aprobada en Alemania, Francia, Italia y Holanda, y figura en la lista que ha hecho la UE de las infraestructuras científicas prioritarias.
AMPLIACION
Un raro tipo de partícula, los neutrinos cósmicos, detectado por primera vez
- Una gigantesca máquina enterrada en la Antártida ha observado las primeras evidencias de estas emisiones de alta energía llegadas del espacio
El Observatorio de Neutrinos IceCube ha encontrado evidencias de exactamente 28 neutrinos cósmicos entre mayo de 2010 y mayo de 2012. Dos de estas partículas alcanzaron energías mayores que 1 petaelectronvoltio (PeV), miles de veces mayores que las de los neutrinos producidos en aceleradores de partículas. «Estamos viendo por primera vez neutrinos de alta energía que no vienen de la atmósfera», afirma Francis Halzen, investigador principal del IceCube, de la Universidad de Wisconsin-Madison, organismo que opera el dispositivo. «Esto es lo que estábamos buscando», añade. «Sus propiedades son fuertemente incompatibles con lo que se puede esperar de las fuentes atmosféricas y son casi exactamente lo que cabe esperar de una fuente astrofísica», afirma el investigador Nathan Whitehorn, también de Wisconsin.
Debido a que rara vez interactúan con la materia y la gravedad no supone un impedimento para ellos, los neutrinos pueden llevar información sobre el funcionamiento de los fenómenos de mayor energía y más distantes del Universo. La gran mayoría de los neutrinos que atraviesan la Tierra en cada momento proviene del Sol o de nuestra atmósfera. Mucho más raros son los neutrinos de alta energía causados explosiones de rayos gamma, agujeros negros o la formación de estrellas.
Destello de luz azul
Whitehorn reconoce que es prematuro especular de dónde han llegado estos neutrinos, pero IceCube sigue profundizando en su estudio. La máquina está compuesta por más de 5.000 módulos ópticos digitales suspendidas en un kilómetro cúbico de hielo en el Polo Sur. Detecta los neutrinos a través de un destello de luz azul, llamado «radiación de Cherenkov», producido cuando uno interactúa con una molécula de agua en el hielo.
El IceCube se encuentra 1.400 metros por debajo de la superficie de hielo que cubre el Polo Sur. En su diseño y construcción han participado científicos de Estados Unidos, Bélgica, Alemania y Suecia. Su construcción ha requerido unos 10 años de trabajo y unos 270 millones de dólares. Sus sensores van colocados en su sitio dentro del bloque de hielo mediante profundos agujeros que se realizaron con una taladradora especial que trabaja con agua caliente. Hubo que realizar cientos de pozos con una profundidad comprendida entre los 1.400 y 2.400 metros para instalar cada uno de los sensores y sus cables de conexión. Todo un prodigio.
SINC
ABC.es
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