Astr¨®nomos y cosm¨®logos sondear¨¢n con los neutrinos el cielo profundo

Para observar el universo, astr¨®nomos, f¨ªsicos y cosm¨®logos recurren a las part¨ªculas de luz que son los fotones. Luz visible, luz infrarroja, luz ultravioleta, ondas radio, rayos gamma, rayos X: todo este espectro est¨¢ a disposici¨®n de los investigadores para obtener informaci¨®n sobre las nubes de gas, las estrellas, las galaxias, los objetos m¨¢s extra?os y los fen¨®menos de los que son sede.Pero esta profusi¨®n de medios tiene sus l¨ªmites. "Si bien es posible observar objetos muy lejanos en el ¨¢mbito ¨®ptico, es imposible, por el contrario, estudiar las radiaciones gamma tan potentes que emiten, porque para ellas el universo es opaco", explica Fran?ois Montanet, del Centro de F¨ªsica de Part¨ªculas de Marsella. La ¨²nica posibilidad, "recurrir a otras herramientas. En concreto, hacia la m¨¢s singular de ellas, el neutrino". Estas part¨ªculas, de las que existen tres especies (neutrino del electr¨®n, neutrino del mu¨®n y neutrino del tau) establecidas con seguridad en 1989 por el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN, junto a Ginebra), tienen tales propiedades que las hacen depositarias de muchos secretos.

Imaginado en 1930 por Wolfgang Pauli, que lo calificaba de "soluci¨®n desesperada" para sostener sus trabajos te¨®ricos, el neutrino fue utilizado con ¨¦xito por Enrico Fermi para explicar una de las cuatro grandes fuerzas del universo, la interacci¨®n d¨¦bil. Pero s¨®lo en 1953, Frederick Reines (premio Nobel de F¨ªsica en 1995) y Clyde Cowan pudieron aportar la prueba de su existencia.

D¨¦bil masa

Part¨ªculas fantasmas, los neutrinos escapan f¨¢cilmente a la observaci¨®n. Para empezar, no tienen masa, o m¨¢s bien, una masa tan d¨¦bil que todav¨ªa no se ha podido medir. Adem¨¢s, son neutros, y, por tanto, insensibles a los campos electromagn¨¦ticos. De hecho, interact¨²an poco con la materia (de 100 billones de neutrinos que atraviesan la Tierra de parte a parte, s¨®lo uno se podr¨¢ parar). Y, por ¨²ltimo, su n¨²mero en el universo es tan grande -varios miles de millones por cada prot¨®n- que su papel no puede ser desde?ado.

Por lo que se refiere a sus propiedades, los neutrinos son depositarios de informaci¨®n sobre el funcionamiento interno de los astros. Pero perseguirlos no est¨¢ al alcance de la mano del ¨²ltimo reci¨¦n llegado. Al d¨ªa de hoy, no se han observado verdaderamente m¨¢s que algunos tipos de neutrinos. Para empezar, los terrestres, surgidos de la desintegraci¨®n radiactiva de ciertos elementos como el uranio; despu¨¦s, los producidos por las reacciones termonucleares del Sol.

Alta energ¨ªa

Aparte de estos neutrinos solares y terrestres, los f¨ªsicos y los astr¨®nomos se interesan cada vez m¨¢s por los neutrinos de muy alta energ¨ªa. Los que surgen directamente de los procesos m¨¢s violentos del universo y de los que esperan extraer informaci¨®n para comprender mejor fen¨®menos a los que hoy no se tiene acceso: agujeros negros, explosiones de estrellas, n¨²cleos activos de galaxias, aniquilaci¨®n de objetos macizos o estructuras imaginadas por los te¨®ricos pero a¨²n no observadas, como los monopolos o las supercuerdas.

Por eso se desarrolla hoy d¨ªa la astronom¨ªa de los neutrinos, que, gracias a telescopios apropiados, permitir¨¢n explorar el cielo en profundidad y sondear los modelos f¨ªsicos inaccesibles en energ¨ªa a los mayores aceleradores de part¨ªculas. Son estas part¨ªculas las que, de manera indirecta, nos podr¨ªan permitir remontarnos al origen de ciertas oleadas de rayos c¨®smicos de una energ¨ªa incre¨ªble que se observan en la Tierra, pero que han perdido su direcci¨®n original en los campos magn¨¦ticos intergal¨¢cticos.

A partir de ah¨ª, la observaci¨®n de estos neutrinos permitir¨ªa remontarse al origen de los acontecimientos que los crearon. Es la raz¨®n por la que se construyen actualmente dos observatorios en este ¨¢mbito de las energ¨ªas muy altas: el estadounidense Amanda, en los hielos de la Ant¨¢rtida y en el que participan suecos, belgas y alemanes, y el europeo Antares, sumergido en las aguas del Mediterr¨¢neo [ver EL PA?S, Futuro, 17 de noviembre de 1999].