Un par de neutrinos detectados en la Antártida podría ser las primeras detecciones de estas partículas fantasmales provenientes de fuera del Sistema Solar desde 1987. Si se confirma el hallazgo, que podría dar lugar a una nueva forma de ver el universo capaz de resolver una serie de enigmas cósmicos
Los neutrinos no tienen carga y su masa es despreciable, lo que significa que pueden viajar por el espacio prácticamente sin ser obstaculizados por los campos electromagnéticos y la materia. La detección de neutrinos astrofísicos ofrecería una forma sin precedentes de estudiar objetos cómicos a través de grandes distancias, similar a la forma en que la luz infrarroja nos permite mirar a través de las opacas nubes de polvo cósmico para ver estrellas en formación.
Por ejemplo, detectar neutrinos sería una manera de localizar las fuentes de los rayos cósmicos de mayor energía. Se cree que estos rayos provienen de algunos de los aceleradores de partículas más poderosos del universo, como las intensas supernovas. Sin embargo, los rayos cósmicos cargados son desviadas por los campos magnéticos que cruzan en su viaje, lo que hace que sea difícil rastrear su origen. Los mismos procesos que generan los rayos también deben crear neutrinos, que pueden ser trazados directamente a sus orígenes.
Se han visto venir neutrinos de energía más baja desde el Sol y como producto de los rayos cósmicos que chocan con la atmósfera terrestre. En 1987, tres detectores subterráneos también observaron neutrinos procedentes de una supernova en la cercana Gran Nube de Magallanes. Desde entonces, todos los intentos de detectar neutrinos de más allá del Sistema Solar han sido infructuosos.
Ábrete sésamo
En junio del año pasado, el telescopio de neutrinos IceCube en el Polo Sur reportó el avistamiento de dos neutrinos candidatos, que se encontraron un poco por accidente, ya que el equipo estaba revisando el cúmulo de datos. Bert y Ernie, como se les dice con afecto, tenía cada uno energías de aproximadamente 1 petaelectronvoltio (PeV).
IceCube monitorea un kilómetro cúbico de hielo en el Polo Sur. Está formando por 5.160 módulos ópticos digitales integrados como cuerdas verticales de perlas a profundidades que van desde 1,45 hasta 2,45 kilómetros por debajo de la superficie. Estos módulos buscan la luz emitida cuando los neutrinos chocan con el hielo.
De acuerdo a un análisis realizado por la colaboración IceCube publicado el lunes, las probabilidades en contra de que Bert y Ernie sean resultado de travesuras atmosféricos son mayores que 370 a 1. En otras palabras, hay una posibilidad razonable de que llegaron desde las partes más distantes de la galaxia… o más allá.
Por supuesto, todavía existe la posibilidad de que los neutrinos de alta energía se formaran en nuestra atmósfera, lo cual podría ser igual de emocionante: hasta ahora IceCube sólo había observado neutrinos atmosféricos con energías de hasta unos pocos cientos de teraelectronvoltios (TeV).
Encantadora pareja
En teoría, cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera superior pueden producir partículas llamadas mesones encanto (charm meson, ver meson J/psi), que pueden desintegrarse en neutrinos de alta energía como Bert y Ernie. En la práctica, esto no se ha visto nunca.
«Pero hay que tener en cuenta la posibilidad de que existan», dice el investigador principal de IceCube Francis Halzen en la Universidad de Wisconsin-Madison. Mientras que ver neutrinos producidos por mesones encanto no sería demasiado sorprendente, dice Halzen, ayudaría a entender mejor el proceso, lo que nos permite distinguir entre las posibles señales atmosféricas y los neutrinos procedentes de fuentes más distantes.
Por ahora, en la colaboración están siendo cautelosos. «Dos eventos no son un descubrimiento de algo, es demasiado poco», dice Halzen. «Lo interesante es que, debido a su energía pura, son claramente candidatos a ser neutrinos cósmicos.»
Dream team
El equipo del IceCube ya ha comenzado tamizar a través de los datos existentes en busca de más detecciones de estos neutrinos de alta energía. Suponiendo que se encuentren bastantes de ellos, el equipo puede utilizar estas partículas para descartar mesones encanto como fuente de la señal.
Esto se puede hacer mediante el estudio de la distribución de energía de estos neutrinos procedentes de todo el cielo. Si están siendo generados por los mesones encanto en la atmósfera, las partículas deben estar agrupadas en torno a 100 TeV, y los números deberían disminuir a medida que la energía llegue a 1 PeV. Bert y Ernie serían valores atípicos.
Si los neutrinos no coinciden con este patrón, la probabilidad de que sean de más lejos en el espacio subiría significativamente.
«Es un resultado muy emocionante, el comienzo de bienes de una astronomía de neutrinos de alta energía, un sueño que he tenido en muchos años. Estoy muy feliz por esto», dice John Learned de la Universidad de Hawai en Manoa, que no está en el equipo de IceCube. «No puedo esperar a ver cómo funciona este sistema.»
Publicación de Referencia: arxiv.org/abs/1304.5356
Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti
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