Una enorme cantidad de partículas invisibles conocidas como neutrinos fluyen constantemente a través de la Tierra y de los cuerpos humanos, atravesando la materia con casi ninguna resistencia. Aunque estas escurridizas "partículas fantasma" son entre los objetos más difíciles de detectar en el universo, los científicos ahora están capturando evidencia de versiones increíblemente poderosas que llegan de fuentes cósmicas distantes. Estos descubrimientos se están realizando utilizando un observatorio masivo enterrado profundamente dentro del hielo antártico, ofreciendo pistas potenciales sobre el Big Bang y eventos cósmicos extremos.
Los neutrinos pertenecen a un grupo de partículas elementales que no tienen carga eléctrica y poseen una masa extraordinariamente pequeña, potencialmente alrededor de 10 millones de veces menor que la de un electrón. Existen en tres variedades: neutrinos electrónicos, muónicos y tau. Debido a que interactúan tan raramente con otras partículas a través de la interacción débil, pueden viajar vastas distancias a velocidades que se acercan a la velocidad de la luz. Las estimaciones sugieren que el universo contiene aproximadamente 10^89 neutrinos, lo que equivale a aproximadamente mil millones por cada átomo existente.
El Observatorio de Neutrinos IceCube, ubicado en el Polo Sur, fue construido para detectar estas partículas utilizando el hielo antártico claro como medio de detección. El instrumento está incrustado dentro de aproximadamente un kilómetro cúbico de hielo y consiste en largas cadenas de detectores de luz sensibles llamados tubos fotomultiplicadores. Estos dispositivos buscan breves destellos de luz azul producidos a través de la radiación Cherenkov, que ocurre cuando un neutrino interactúa con la materia en el hielo y genera una partícula cargada que viaja más rápido de lo que la luz puede moverse a través de ese material.
Aunque IceCube detecta vastas cantidades de neutrinos de baja energía del Sol, es particularmente significativo para estudiar neutrinos raros y de alta energía del espacio profundo. El observatorio identifica solo unas pocas docenas de estos ejemplos más energéticos cada año. Según George Fuller, Profesor Distinguido de Física en la Universidad de California San Diego, algunos neutrinos de ultra alta energía detectados por IceCube poseen aproximadamente 10 mil millones de veces la energía de un neutrino solar típico. Otro experimento similar incluso ha registrado un neutrón con una energía 200 veces superior a ese punto de referencia.
Los orígenes y los procesos físicos responsables de acelerar estas partículas permanecen poco comprendidos. Fuller señaló que el hecho de que tales neutrinos de alta energía lleguen a la Tierra puede revelar información profunda sobre el universo. Este año, el físico Francis Halzen recibió el Premio Nobel de Física por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico. Halzen reconoció en la década de 1990 que el Polo Sur ofrecía un entorno natural ideal para esta investigación debido a los inmensos volúmenes de hielo excepcionalmente claro.
Más allá de la Antártida, los investigadores de UC San Diego están involucrados con el Observatorio Simons en el desierto de Atacama de Chile. Esta instalación estudia el fondo cósmico de microondas, la radiación antigua que quedó desde el universo temprano. Aunque se centra principalmente en la luz antigua, sus mediciones también pueden revelar información sobre neutrinos de las etapas más tempranas de la historia cósmica. Fuller cree que estas observaciones anticipadas podrían mejorar la comprensión científica del Big Bang y la evolución temprana del cosmos.
Fuentes: ScienceDaily.