Neutrinos cósmicos: la elusiva “partícula fantasma” que es una de las más desconcertantes del universo

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El descubrimiento fue hecho por el detector IceCube, en Antártida.
El descubrimiento fue hecho por el detector IceCube, en Antártida.

Las partículas “fantasmas” conocidas como neutrinos han desconcertado a los científicos durante décadas.

 

Son parte de la familia de partículas fundamentales que componen toda la materia conocida.

Pero los neutrinos circulan sin obstáculos a través del Universo, interactuando con casi nada.

La mayoría atraviesa la Tierra como si esta no estuviera allí, lo que los hace excepcionalmente difíciles de detectar y estudiar.

A pesar de esto, los investigadores han descubierto que el Sol crea muchos de ellos o incluso nuestra propia atmósfera.

Solo la fuente de un grupo de neutrinos de alta energía, conocidos como neutrinos cósmicos, se había mantenido particularmente esquiva.

Pero ahora, un grupo de científicos descubrió que una galaxia distante impulsada por un agujero negro supermasivo puede estar disparando un chorro de estos neutrinos cósmicos directamente hacia la Tierra.

 

Primer paso: atrapa un neutrino

Todo comienza con IceCube, un detector altamente sensible enterrado unos dos kilómetros debajo del hielo de Antártida, cerca de la estación estadounidense Amundsen-Scott en el Polo Sur.

“Para obtener una señal mensurable de la pequeña fracción de neutrinos que sí interactúan con la materia, los físicos necesitan construir detectores extremadamente grandes”, explica la doctora Susan Cartwright, física de partículas de la Universidad de Sheffield, Reino Unido.

Medir neutrinos cósmicos en medio de aquellos creados más cerca de casa es, dijo a BBC News, “como tratar de contar luciérnagas en una exhibición de fuegos artificiales”.

Pero el 22 de septiembre de 2017, uno de estos neutrinos apareció cerca de IceCube y decidió interactuar con el material circundante, creando otra partícula llamada muón.

Al carecer del sigilo del neutrino, este muón se estrelló contra el hielo en la misma dirección que su progenitor, chispeando contra otros átomos a lo largo del camino y dejando un rastro visible que IceCube podía capturar.

“[IceCube] mide este rastro de luz”, explica el profesor Albrecht Karle de la Universidad de Wisconsin-Madison, EE.UU., que participó en el descubrimiento.

“Podemos hacer eso con bastante precisión, de modo que podamos medir la dirección del rastro (del neutrino)”, añade.

Así, IceCube fue capaz de calcular la región aproximada del espacio donde la partícula había empezado a viajar.

Paso dos: Síguelo a casa

En 43 segundos, se envió una alerta para que otros telescopios se unieran a la cacería.

Dos años antes, el equipo de IceCube había decidido que, en lugar de acumular sus posibles hallazgos para publicarlos, enviarían unos “telegramas de astronomía” para invitar a otros investigadores a participar en la búsqueda tan pronto como se detectara alguna señal.

“Tradicionalmente en astronomía mirábamos imágenes del cielo, como si estuvieran estáticas, pero en realidad son una película. En todo momento hay flashes y cosas moviéndose. Así que en vez de publicar un artículo para que otros astrónomos lo leyeran tres años más tarde, entramos en modo de tiempo real”, dice el profesor Karle.

Otros ocho observatorios enfocaron sus ojos y oídos en el punto de origen del neutrino.

La parte complicada, explica Karle, es que IceCube puede cubrir hasta medio grado de cielo, es decir, una región que desde la Tierra se ve como del tamaño de la Luna, pero que puede abarcar una gran cantidad de galaxias y otros objetos.

Sin embargo, esta vez, hubo buenas noticias.

Una galaxia con un agujero negro “monstruo” —aproximadamente 100 millones de veces más grande que nuestro Sol—, estaba en el lugar correcto.

Paso tres: Blazares por el hombro de Orión
A unos 4.000 millones de años luz de la Tierra, justo al lado del hombro izquierdo de la constelación Orión, esta galaxia tiene un núcleo intensamente brillante a causa de por la energía de su agujero negro central.

A medida que la materia cae en el agujero negro, emergen grandes chorros de partículas cargadas en ángulos rectos, lo que los convierte en aceleradores de partículas masivos.

 

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