Espacioprofundo.es 25/04/13

A la Antártida han llegado un par de visitantes que podrían proceder de fuera del sistema solar desde 1987. Bueno, tampoco hay que echar las campanas al vuelo ya que de los extraterrestres de los que estoy hablando son de la familia de los neutrinos, y aunque no supongan el cambio radical que espera la humanidad, de confirmarse su origen sí que podría dar lugar a una nueva forma de ver el universo y resolver a la vez una serie de enigmas cósmicos.

Los neutrinos no tienen carga y su masa es tan baja que pueden viajar por el espacio sin prácticamente encontrar obstáculo alguno, ni los campos magnéticos ni la materia suponen una barrera apara estos ‘alienígenas’, y ese es el problema, su detección es algo realmente difícil y lograrlo nos ofrecería una forma sin precedentes de estudiar los objetos cómicos a través de grandes distancias, similar a la forma en la luz infrarroja nos permite ver a través de las opacas nubes de polvo cósmico para ver estrellas que se esconden tras ellas.

Por ejemplo, la detección de neutrinos sería una manera de localizar las fuentes de los rayos cósmicos de mayor energía. Se cree que estos rayos provienen de algunos de los aceleradores de partículas más poderosos del universo, como por ejemplo las brutales e intensas supernovas. Sin embargo, los rayos cósmicos cargados son desviados por los múltiples campos magnéticos que cruzan en su viaje, haciendo que sean difíciles de rastrear su origen, pero los mismos procesos que generan los rayos cósmicos también deberían crear neutrinos, y estos viajarían en línea recta hasta nosotros, lo que nos permitiría remontarnos directamente a sus orígenes.

Los neutrinos con un nivel de menor energía tienen su origen en nuestro propio sol cuando los rayos cósmicos impactan contra la atmósfera terrestre. En 1987, tres detectores subterráneos también pudieron detectar la presencia de neutrinos procedentes de una supernova en la cercana Gran Nube de Magallanes. Desde entonces, todos nuestros intentos de detectar neutrinos procedentes del espacio interestelar han sido infructuosos.

En junio del año pasado, el telescopio de neutrinos IceCube enterrado en el Polo Sur informo el avistamiento de dos candidatos, unos neutrinos que fueron vistos casi por accidente ya que el equipo encargado de este experimento estaba peinando a través de los datos. Bert y Ernie, como los han bautizado, mostraban poseer energías de aproximadamente 1 petaelectronvoltio (VPP).

El IceCube es un experimento que supervisa un kilómetro cúbico de hielo del Polo Sur. Sus 5.160 módulos ópticos digitales están suspendidos unidos por cuerdas como si de un collar de perlas se tratase, alcanzando profundidades que van desde los 1,45 hasta 2,45 kilómetros por debajo de la superficie. Estos módulos buscan la luz emitida cuando los neutrinos chocan con el hielo.

De acuerdo con un análisis realizado y publicado el lunes, las probabilidades de que Bert y Ernie fuesen el resultado del impacto de los rayos cósmicos con nuestra atmosfera son mayores que 370 a 1. En otras palabras, hay una posibilidad razonable de que su procedencia este situada en algún punto de nuestra galaxia, o más allá.

Por supuesto, todavía existe la posibilidad de que los neutrinos de alta energía fuesen creados en nuestra atmósfera, aunque esto también podría ser igual de emocionante, hasta ahora el IceCube sólo había visto neutrinos atmosféricos con energías de hasta unos pocos cientos de teraelectronvoltios (TeV).

En teoría, cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera superior pueden producir partículas llamadas mesones charm (o encanto), estos pueden decaer en neutrinos de alta energía como lo son Bert y Ernie, aunque, en la práctica, es algo que nunca hemos visto.

“Pero hay que tener en cuenta la posibilidad de que existan”, cometa el investigador principal de IceCube, Francis Halzen, de la Universidad de Wisconsin-Madison. Mientras que detectar neutrinos creados por estos mesones no sería demasiado sorprendente, si que ayudaría a entender mejor el proceso, permitiéndonos distinguir entre las posibles señales atmosféricas y los neutrinos procedentes de fuentes más distantes.

Aunque de momento, el equipo quiere ser prudente, “Dos eventos no son un descubrimiento de algo, es demasiado poco”, señala Halzen. ”Lo interesante es que, debido a su alta energía, son claramente candidatos a ser neutrinos cósmicos.”

El equipo del IceCube ya ha comenzado tamizar los datos existentes en busca de más detecciones de estos neutrinos de alta energía. Suponiendo que puedan encontrar una buena cantidad de ellos, el equipo podría utilizar estas partículas para descartar los mesones charm como fuente de la señal.

Esto se puede hacer mediante el estudio de la distribución de energía de estos neutrinos procedentes de todo el cielo. Si están siendo generados por los mesones charm en la atmósfera, las partículas deberían mostrar una energía en torno a los 100 TeV, y los números deberían disminuir a medida que la energía alcanza el 1 PeV, de esta forma, Bert y Ernie tendrían valores atípicos.

Si los neutrinos no coinciden con este patrón, la probabilidad de que procediesen del exterior del sistema solar subiría significativamente.