Descubren en el Mediterráneo evidencia de una partícula subatómica con energía extraordinaria

En las profundidades del mar Mediterráneo, los físicos han descubierto evidencia de una partícula subatómica fantasmal que se catapulta a través del espacio con una energía con la que antes solo podían soñar.

“Creemos que hemos descubierto el neutrino con más energía jamás registrado en la Tierra”, dijo Paul de Jong, físico en la Universidad de Ámsterdam y vocero de la colaboración global de unos 350 científicos involucrados en el descubrimiento.

El equipo anunció recientemente su neutrino de “ultraalta energía” en la revista Nature. El hallazgo acerca a los científicos un paso más a comprender qué es lo que empuja a las partículas a energías tan insondables.

A diferencia de la mayoría de las partículas, los neutrinos casi no pesan y no portan carga eléctrica, por lo que no interactúan regularmente con la materia. Penetran casi todo sin dejar rastro.

Libres de obstáculos, los neutrinos apuntan directamente a sus orígenes, convirtiéndolos en excelentes guías de los “aceleradores cósmicos” desconocidos que los crearon. Los científicos tienen décadas trabajado para atraparlos con instrumentos en lo profundo de las montañas, debajo de lagos helados y enterrados en el hielo de la Antártida.

Pero ningún neutrino capturado anteriormente se asemeja a este. Los científicos encontraron el neutrino de ultraalta energía utilizando el Telescopio de Neutrinos Kilometer Cube, o KM3NeT, que aún está en construcción, pero ya está en operación. El instrumento consta de un par de detectores a unos kilómetros bajo la superficie del Mediterráneo, frente a las costas de Francia y Sicilia.

Un detector, compuesto de cadenas de orbes que capturan luz, espaciados unos 90 metros entre sí y anclados al fondo marino, estaba construido sólo en un 10 por ciento cuando un tercio de sus sensores se iluminaron con el destello característico de una observación de neutrino.

El detector no vio el neutrino directamente. Más bien, detectó rastros de una partícula subatómica diferente, conocida como muón, creada cuando el neutrino chocó con una roca o agua de mar cercana.

Ese muón atravesó KM3NeT a velocidad de rayo, dejando una estela de fotones azules brillantes. Utilizando el patrón de luz, así como el momento de su llegada a diferentes partes de la red, el equipo dedujo la dirección del neutrino. También estimaron que transportaba 220 millones de miles de millones de electronvolts de energía.

Esa energía no es mayor que la de una pelota de ping-pong que cae. Pero la energía de una pelota de ping-pong se distribuye en mil mil millones de mil millones de partículas. Aquí, metida en una de las partículas de materia más pequeñas de nuestro universo, esa energía ascendía a decenas de miles de veces más de lo que puede lograr el Gran Colisionador de Hadrones del CERN.

El telescopio registró el neutrino en febrero del 2023. Los investigadores necesitaron dos años para analizar los datos.

Una pregunta es qué pudo haber generado partículas con tanta energía. Quizás un agujero negro supermasivo devorando el gas y el polvo que lo rodean. O un estallido de rayos gamma, que ocurre cuando implosiona el corazón de una estrella.

Estos procesos emiten partículas cargadas que pueden estrellarse contra la materia cercana, generando neutrinos. Otra teoría es que esas partículas cargadas interactúan con la luz sobrante del Big Bang, creando neutrinos “cosmogénicos” que pueden contener secretos sobre el universo.

El equipo trabajará para determinar con mayor precisión la dirección del neutrino, para identificar mejor el origen de la partícula.