Los neutrinos captados en la Ant¨¢rtida abren una nueva ventana al universo

Los neutrinos son tan invisibles que los cient¨ªficos, para verlos, tienen que montar sus especiales y enormes detectores en lugares ins¨®litos, como la Ant¨¢rtida. En el mism¨ªsimo Polo Sur, junto a la base cient¨ªfica estadounidense Amundsen Scott, est¨¢ incrustado, en un kil¨®metro c¨²bico de hielo, el detector IceCube, cuya funci¨®n es captar estas part¨ªculas elementales generadas fuera del Sistema Solar, los llamados neutrinos cosmol¨®gicos o astrof¨ªsicos. Los cient¨ªficos de este peculiar telescopio anuncian ahora, en la revista Science, que han captado un total de 28 neutrinos de alt¨ªsima energ¨ªa y propiedades espec¨ªficas que permiten descartar que puedan haberse producido en el Sol o en la atm¨®sfera terrestre. ¡°Es el amanecer de una nueva era de la astronom¨ªa¡±, afirma el cient¨ªfico estadounidense Francis Halzen, cient¨ªfico de Universidad de Wisconsin-Madison, responsable y padre del IceCube.

Los cient¨ªficos todav¨ªa no pueden se?alar los fen¨®menos concretos que emitieron esos neutrinos pescados en la Ant¨¢rtida, dado que el flujo es peque?o todav¨ªa, pero las teor¨ªas indican que deben proceder de explosiones estelares de supernova, de agujeros negros, de galaxias activas o de otros fen¨®menos extremos.

Miles de millones de neutrinos pasan por cada cent¨ªmetros cuadrado de la Tierra ¨Cy por el cuerpo de cada uno de nosotros- cada segundo. Como si nada. Estas part¨ªculas apenas interaccionan con la materia as¨ª que la atraviesan sin inmutarse y como son neutras, no se desv¨ªan por los campos magn¨¦ticos. Pero se generan en procesos f¨ªsicos fundamentales y en cantidades ingentes. La inmensa mayor¨ªa de los neutrinos que nos atraviesan imperceptiblemente se generan en el Sol o en las interacciones de los rayos c¨®smicos en la atm¨®sfera y en la radiactividad natural. Tambi¨¦n se producen en los reactores nucleares y en aceleradores de part¨ªculas, como el PS del CERN (Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas).

Como son tan fantasmag¨®ricas, lograr detectar estas part¨ªculas sin apenas masa y viajando casi a la velocidad de la luz exigen aut¨¦nticas proezas tecnol¨®gicas y mucha imaginaci¨®n por parte de los cient¨ªficos.

El IceCube est¨¢ formado por 86 cables en los que est¨¢n montados 5.160 m¨®dulos ¨®pticos capaces de ver min¨²sculos destellos de luz azul (nominada Cherenkov) emitida cuando, muy de vez en cuando, un neutrino interact¨²a con el hielo. Esos 86 cables est¨¢n distribuidos en un kil¨®metro c¨²bico de hielo de la Ant¨¢rtida a una profundidad entre 1.450 y 2.450 metros de profundidad. Siete a?os se tard¨® en construir el peculiar telescopio en las condiciones extremas del Polo Sur, incluyendo la instalaci¨®n de todos los dispositivos electr¨®nicos y transmisi¨®n de datos que se env¨ªan directamente desde la Ant¨¢rtida a la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, para su an¨¢lisis. Cost¨® 200 millones de euros y empez¨® a funcionar en 2010. Su objetivo es medir el flujo de neutrinos c¨®smicos as¨ª como localizar en el universo las fuentes que los emiten. IceCube es el mayor detector de ese tipo en el mundo, aunque se planifica uno m¨¢s grande a¨²n en el Mediterr¨¢neo, en agua marina en lugar de hielo.

Hace unos meses, los cient¨ªficos de IceCube anunciaron la detecci¨®n, en 2012, de dos neutrinos superenerg¨¦ticos, de m¨¢s de 1000 teralectronvoltios (TeV), tan queridos por estos f¨ªsicos que los bautizaron Epi y Blas en honor a los entra?ables personajes de Barrio S¨¦samo. A continuaci¨®n han analizado a fondo los datos tomados entre mayo de 2010 y mayo de 2012 y han descubierto otros 26 neutrinos de energ¨ªa superior a los 30 TeV. Los datos preliminares fueron presentados el pasado mes de junio.

¡°Esta es la primera indicaci¨®n de neutrinos de muy alta energ¨ªa procedentes de fuera del Sistema Solar, con energ¨ªas m¨¢s de un mill¨®n de veces superiores a la de los neutrinos observados en 1987 relacionados con una supernova que se vio en la galaxia Gran Nube de Magallanes¡±, explica Halzen. Los neutrinos de aquella supernova, 1987A, pasaron a la historia de la ciencia ya que fueron los primeros que se lograron asociar directamente a un fen¨®meno as¨ª y proporcionaron important¨ªsima informaci¨®n, no solo sobre la estrella que explot¨® en supernova (debi¨® acabar en agujero negro) sino tambi¨¦n sobre los mismos neutrinos.

¡°Los neutrinos son mensajeros excepcionales de los fen¨®menos de m¨¢s alta energ¨ªa del universo porque, a diferencia de la luz, escapan f¨¢cilmente de entornos extremadamente densos, como el centro de una supernova¡±, explican los investigadores del laboratorio alem¨¢n DESY participantes en IceCube. ¡°Por ejemplo, los neutrinos de 1987A llegaron a la Tierra unas tres horas antes que los fotones de luz, que primero tuvieron que abrirse camino dentro de la supernova¡±, a?aden. Epi y Blas tienen m¨¢s de mil TeV y eso es m¨¢s que la energ¨ªa cin¨¦tica de una mosca en vuelo comprimida en una ¨²nica part¨ªcula elemental, a?aden los expertos alemanes.

¡°La era de la astronom¨ªa de neutrinos ha comenzado¡±, afirman Gregory Sullivan, jefe del equipo de la Universidad de Maryland que trabaja en IceCube. Lo mismo considera John Learned, de la Universidad de Hawai, que, en 1973, propuso montar un detector similar en el oc¨¦ano. Pero el trabajo ha comenzado y con buen pie. ¡°IceCube es un estupendo y ¨²nico telescopio astrof¨ªsico, desplegado en el hielo profundo de la Ant¨¢rtida, pero mirando a todo el universo, detectando neutrinos que le llegan atravesando toda la Tierra desde el cielo del hemisferio Norte as¨ª como los que proceden del Sur¡±, dice Vladimir Papitashvili, responsable de la Fundaci¨®n Nacional para la Ciencia estadounidense, que ha financiado la gran instalaci¨®n cient¨ªfica.

Forman la colaboraci¨®n IceCube 250 f¨ªsicos e ingenieros de 12 pa¨ªses, participan en el proyecto 16 universidades estadounidenses.