El hielo de la Ant¨¢rtida ¡®atrapa¡¯ 28 neutrinos de alta energ¨ªa

Un total de 28 neutrinos, esas part¨ªculas elementales abundant¨ªsimas en el universo pero que apenas se dejan detectar por lo poco que interaccionan con la materia, constituyen el primer triunfo cient¨ªfico del peculiar telescopio IceCube, incrustado literalmente en el hielo supertransparente del Polo Sur. A diferencia de los neutrinos que se detectan en otras instalaciones, los 28 captados en la Ant¨¢rtida entre mayo de 2010 y mayo de 2012, son de alta energ¨ªa y, probablemente, proceden de fuera del sistema Solar. Los cient¨ªficos no saben a¨²n qu¨¦ proceso en el universo los emiti¨®, pero podr¨ªan ser agujeros negros, estallidos de rayos gamma, estrellas en formaci¨®n o explosiones de supernovas. Dos de esos 28 neutrinos, adem¨¢s, son de alt¨ªsima energ¨ªa (superior a un petaelectronvoltio), lo que significa miles de veces m¨¢s energ¨¦ticos que los neutrinos generados en los aceleradores de part¨ªculas.

Tan importantes son para los cient¨ªficos de IceCube, que han dado apodo a estos dos neutrinos superenerg¨¦ticos, Ernie y Bert (Epi y Blas en EE UU), aunque reconocen que a¨²n son pocos para sacar conclusiones rotundas.

¡°Dado que raramente interaccionan con la materia y no se ven afectados por la gravedad, los neutrinos pueden llevar informaci¨®n acerca de los fen¨®menos de mayor energ¨ªa y m¨¢s lejanos del universo¡±, explican los expertos de la Universidad de Wisconsin-Madison, responsables del telescopio polar. Recuerdan que la inmensa mayor¨ªa de los millones de neutrinos que atraviesan la Tierra cada segundo (el IceCube detecta unos 100.000 al a?o) se generan o en el Sol o en la atm¨®sfera por efecto de los rayos c¨®smicos.

Los f¨ªsicos estudian si proceden de rayos c¨®smicos, agujeros negros o estrellas

El IceCube est¨¢ formado por m¨¢s de 5.000 m¨®dulos ¨®pticos incrustados en un kil¨®metro c¨²bico de hielo bajo la base ant¨¢rtica de EE UU Amundsen-Scott, en el Polo Sur. Para montarlo, los ingenieros hicieron 86 perforaciones con agua caliente y, antes de que se congelara de nuevo, introdujeron a profundidades de entre 1,45 y 2,45 kil¨®metros hileras de detectores, como si fueran perlas, con todos los cables y los dispositivos electr¨®nicos. Pero el observatorio no ve directamente los neutrinos: cuando uno choca con el n¨²cleo de un ¨¢tomo de hielo produce un destello que captan los detectores ¨®pticos. Participan en este experimento 260 cient¨ªficos de 36 instituciones de ocho pa¨ªses.

¡°Hasta ahora solo se hab¨ªan detectado neutrinos c¨®smicos en el caso de la supernova 1987A, que estall¨® en la Gran Nube de Magallanes, a 170.000 a?os luz de la Tierra, y que se vio aqu¨ª en 1987¡±, recuerda Carlos Pobes, f¨ªsico espa?ol que, aunque no es directamente miembro del equipo de IceCube, se ha ocupado durante un a?o cuidando del telescopio en el Polo Sur y est¨¢ muy al tanto de los resultados que va generando. ¡°Estos neutrinos que se presentan ahora son 100 millones de veces m¨¢s energ¨¦ticos que los de la supernova 1987A¡±, a?ade. Y Pobes pone un ejemplo muy gr¨¢fico de por qu¨¦ se captan tan pocas de estas part¨ªculas de alta energ¨ªa: ¡°Es como cuando se rompe un vaso, que tienes muy pocos cristales grandes y muchos peque?os¡±.

El observatorio polar tiene m¨¢s de 5.000 m¨®dulos ¨®pticos

Lo que est¨¢ claro, a la espera de m¨¢s datos y m¨¢s an¨¢lisis que enriquezcan la informaci¨®n de los primeros 28 neutrinos de alta energ¨ªa que ahora se presentan en la revista Physical Review Letters, es que el IceCube funciona. ¡°Nunca imaginar¨ªa que la ciencia pudiera ser m¨¢s emocionante que construir este instrumento¡±, ha declarado su l¨ªder, el f¨ªsico estadounidense Francis Halzen.

¡°El IceCube es apropiado para hacer un nuevo tipo de mapa del cielo, porque alg¨²n d¨ªa, adem¨¢s de los mapas ¨®pticos del universo en diferentes frecuencias, habr¨¢ algunos hechos con neutrinos y otros con ondas gravitatorias¡±, comenta Bel¨¦n Gavela, catedr¨¢tica de F¨ªsica Te¨®rica de la Universidad Aut¨®noma de Madrid. ¡°Es otra forma de mirar el cielo¡±.

Con el ¨¦xito del IceCube emerge la conveniencia de hacer un telescopio de neutrinos equivalente en el hemisferio norte. Y no aprovechar¨ªa el hielo, sino cinco kil¨®metros c¨²bicos de agua del Mediterr¨¢neo. El proyecto se denomina KM3NeT y su prototipo Antares ya funciona cerca de Tol¨®n (Francia). ¡°La ventaja del Antares y el KM3NeT es que pueden observar de forma m¨¢s sencilla que el IceCube en direcci¨®n al centro de la V¨ªa L¨¢ctea. Ya que est¨¢n situados en el hemisferio Norte¡±, adelanta Juan Jos¨¦ Hern¨¢ndez Rey, investigador del Instituto de F¨ªsica Corpuscular (CSIC-Universidad de Valencia).