Los neutrinos son una de las part\u00edculas m\u00e1s escurridizas del cosmos, solo superadas por la materia oscura ultramisteriosa. Se fabrican en cantidades considerables: participan en la fuerza nuclear d\u00e9bil y son responsables de la fusi\u00f3n y descomposici\u00f3n nuclear. Entonces, cada vez que sucede algo nuclear, los neutrinos est\u00e1n involucrados.<\/p>\n\n\n\n
Por ejemplo, el n\u00facleo del sol es una reacci\u00f3n de fusi\u00f3n nuclear gigante, por lo que, naturalmente, est\u00e1 produciendo bastantes neutrinos. Si levantas el pulgar hacia el sol, aproximadamente 60 mil millones de neutrinos pasar\u00e1n a trav\u00e9s de la u\u00f1a del pulgar cada segundo, seg\u00fan estudios anteriores.<\/p>\n\n\n\n
Pero los neutrinos interact\u00faan tan raramente con la materia que, a pesar de los trillones y trillones de ellos que pasan a trav\u00e9s de su cuerpo cada segundo, en toda su vida, la cantidad total de neutrinos que realmente golpear\u00e1n su cuerpo es aproximadamente\u2026 uno. Los neutrinos son tan fantasmag\u00f3ricos y efervescentes que, durante d\u00e9cadas, los f\u00edsicos asumieron que estas part\u00edculas no ten\u00edan masa y viajaban por el universo a la velocidad de la luz. Pero despu\u00e9s de que comenzaron a acumularse monta\u00f1as de evidencia, los cient\u00edficos descubrieron que los neutrinos tienen una peque\u00f1a cantidad de masa.<\/p>\n\n\n\n
Exactamente cu\u00e1nta masa es una cuesti\u00f3n de investigaci\u00f3n cient\u00edfica activa. Hay tres tipos de neutrinos: el neutrino electr\u00f3nico, el neutrino mu\u00f3nico y el neutrino tau. Cada uno de estos “sabores” participa en diferentes tipos de reacciones nucleares y, de manera frustrante, los tres tipos de neutrinos tienen la extra\u00f1a capacidad de cambiar de una identidad a otra a medida que viajan. Entonces, incluso si logra ver un neutrino y determinar su tipo, solo sabe una fracci\u00f3n de lo que desear\u00eda saber.<\/p>\n\n\n\n
Susurros en el agua La mayor\u00eda de los detectores de neutrinos son bastante sencillos: configuras un dispositivo para generar una cantidad rid\u00edcula de bichos en un laboratorio, o construyes una matriz gigantesca para capturar algunos que se originan fuera de la Tierra.<\/p>\n\n\n\n Estos experimentos han progresado mucho y se han hecho m\u00e1s grandes con cada generaci\u00f3n. El experimento Kamiokande en Jap\u00f3n, por ejemplo, detect\u00f3 los neutrinos provenientes de la supernova 1987A. Pero necesitaban una tina de m\u00e1s de 50.000 toneladas de agua para hacerlo.<\/p>\n\n\n\n En los \u00faltimos a\u00f1os, el Observatorio de Neutrinos IceCube en la Ant\u00e1rtida ha subido la apuesta. Ese observatorio consiste en un kil\u00f3metro c\u00fabico s\u00f3lido de hielo en el Polo Sur, con docenas de cadenas de receptores del tama\u00f1o de la Torre Eiffel hundidas un kil\u00f3metro en la superficie. Despu\u00e9s de una d\u00e9cada de trabajo, IceCube descubri\u00f3 algunos de los neutrinos m\u00e1s energ\u00e9ticos de la historia y dio pasos tentativos para encontrar sus or\u00edgenes. (Pista: involucra procesos de alta energ\u00eda en el universo, como blazares<\/a>).<\/p>\n\n\n\n \u00bfPor qu\u00e9 tanto Kamiokande como IceCube usan tanta agua? Una gran cantidad de casi cualquier cosa puede servir como detector de neutrinos, pero el agua pura es ideal. Cuando uno de los billones de neutrinos que pasan golpea una mol\u00e9cula de agua al azar, emite un breve destello de luz. Los observatorios contienen cientos de fotorreceptores, y la pureza del agua permite que esos detectores se\u00f1alen la direcci\u00f3n, el \u00e1ngulo y la intensidad del destello con mucha precisi\u00f3n. Si el agua tuviera impurezas, ser\u00eda dif\u00edcil reconstruir de d\u00f3nde vino el destello dentro del volumen. A partir de ah\u00ed, pueden reconstruir la direcci\u00f3n original del neutrino entrante y controlar su energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n El gran parche de neutrinos del Pac\u00edfico Desafortunadamente, todo el poder de IceCube, despu\u00e9s de una d\u00e9cada de observaci\u00f3n, ha podido capturar un simple pu\u00f1ado de estos neutrinos ultrapoderosos. As\u00ed que vamos a necesitar un barco m\u00e1s grande\u2026 queremos decir, detector.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>La masa de los neutrinos no tiene explicaci\u00f3n en el Modelo Est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas, nuestra actual y mejor teor\u00eda de las interacciones fundamentales. Entonces, a los f\u00edsicos les encantar\u00eda hacer dos cosas: medir las masas de los tres sabores de neutrinos y comprender de d\u00f3nde provienen esas masas. Eso significa que tienen que hacer muchos experimentos.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Todo esto est\u00e1 muy bien para los neutrinos normales y cotidianos. Pero los neutrinos m\u00e1s energ\u00e9ticos son extraordinariamente raros. Esos neutrinos extremadamente raros tambi\u00e9n son los m\u00e1s emocionantes e interesantes, sin embargo, porque solo pueden ser causados \u200b\u200bpor los eventos m\u00e1s gigantescos y poderosos del universo.<\/p>\n\n\n\n