El 'neutrino imposible' que rompió récords

Hace casi exactamente tres años, el 13 de febrero de 2023, algo extraordinario sucedió en el fondo del mar Mediterráneo. Allí, a 3.500 metros de profundidad y frente a las costas de Sicilia, un complejo entramado de sensores submarinos conocido como KM3NeT/ARCA registró ... ese día un destello fantasmal. No era luz solar, que no llega a esas profundidades, sino el rastro de un neutrino absolutamente extraordinario.Con una energía estimada de 220 PeV (Petaelectronvoltios), se convirtió de inmediato en el neutrino más energético jamás observado por el ser humano. Hablamos de una única partícula, billones de veces más pequeña que una mota de polvo pero con la energía de una pelota de tenis lanzada a más de 150 kilómetros por hora. Hablamos de un neutrino 100.000 veces más energético que cualquier partícula generada por el ser humano en el Gran Colisionador de Hadrones. Es decir, hablamos de algo absolutamente descomunal.Desde entonces, astrofísicos de todo el mundo han tratado de averiguar de dónde vino ese proyectil subatómico, y también qué clase de 'monstruo' cósmico podría ser capaz de acelerar una partícula a semejantes niveles. Hace apenas unas semanas, un artículo publicado en 'Physical Review Letters' y recogido por ABC sugería que el 'culpable' pudo ser el último aliento, la explosión final, de un agujero negro primordial. Un tipo de objeto teórico, que nadie ha logrado ver aún, nacido apenas segundos después del Big Bang y que, tras vagar por el cosmos durante 13.800 millones de años, finalmente se desintegró ante nuestros propios ojos.Noticia relacionada No No Resuelto el enigma de la 'partícula imposible' detectada en 2023 José Manuel NievesUna nueva explicaciónHoy, sin embargo, un nuevo estudio recién publicado en 'Journal of Cosmology and Astroparticle Physics' propone una solución muy diferente.Un equipo de científicos de la colaboración KM3NeT, en efecto, ha logrado reconstruir lo que podríamos llamar 'la escena del crimen', el escenario del que surgió aquél neutrino monstruoso. Liderados por Meriem Bendahman, del Instituto Nacional de Física Nuclear de Nápoles, los investigadores proponen que el origen de esta partícula no sería un evento explosivo aislado, como sugiere el trabajo anterior, sino una población entera de blazares: núcleos de galaxias activas que albergan agujeros negros supermasivos y que disparan chorros de plasma, algunos de ellos directamente hacia la Tierra.Con una energía de 220 PeV, este neutrino es casi mil veces más potente que cualquier otro detectado hasta ahora, un 'proyectil subatómico' que desafía nuestra lógica«Existen varias explicaciones posibles para el origen de esta partícula -explica Bendahman-. Se ha propuesto, por ejemplo, que estos neutrinos se generan cuando los rayos cósmicos de ultra alta energía interactúan con el fondo cósmico de microondas, la luz residual del Universo temprano. Pero también existe la posibilidad de que el neutrino proceda de un flujo difuso producido por una población de aceleradores extremos, como son los blazares».Conocidos también como las 'partículas fantasma', los neutrinos son casi imperturbables. No tienen carga eléctrica, y su masa es tan ínfima que apenas interactúan con la materia común. De hecho, en el tiempo que le ha llevado leer este párrafo, billones de ellos han atravesado su cuerpo, la silla en la que se sienta y el planeta entero sin chocar con un solo átomo. Atravesarían una pared de plomo de un año luz de grosor como si fuera aire. Algunos científicos incluso creen que los esquivos neutrinos podrían explicar la razón por la que en el Universo hay 'algo' en vez de 'nada'.Una trampa bajo el marCapturar un neutrino, por lo tanto, es toda una proeza tecnológica. Y para conseguirlo los físicos montan sus sofisticados detectores en lugares que resultan inaccesibles para otras partículas: bajo varios km de roca en la base de una montaña, o bajo los hielos perennes de la Antártida o, como en este caso, a km de profundidad bajo la superficie marina. Si alguna partícula es capaz de atravesar esas barreras naturales y llegar al detector, casi sin duda será un neutrino. En el fondo del Mediterráneo, el detector ARCA es una red de 'líneas de detección' ancladas en el lecho marino. En el momento del evento en 2023, sólo 21 de estas líneas estaban activas (apenas el 10% de su capacidad final), pero fue suficiente. Cuando un neutrino de estas energías interactúa con el agua del mar, produce una partícula cargada que genera un cono de luz azulada llamado 'radiación Cherenkov'. Y es precisamente ese destello lo que los sensores captan en medio de la oscuridad más absoluta que reina en las profundidades.En febrero de 2018, ABC informaba sobre la primera identificación de una fuente de neutrinos: el blázar TXS 0506+056. En aquella ocasión, fue el detector IceCube, en la Antártida, el que 'cazó' al neutrino, una 'bestia' de 290 TeV (Teraelectronvoltios). Y si aquel evento ya supuso un hito, el de febrero de 2023 es casi mil veces superior.No fue una fuente puntualEn su nueva investigación, Bendahman y su equipo no buscaban un simple destello de luz puntual en el cielo porque, curiosamente, no se detectó ninguno que coincidiera con el neutrino. «Esto -señala la investigadora- no descarta por completo una fuente puntual, pero nos lleva a considerar que nuestro neutrino puede proceder de un fondo difuso, es decir, de un flujo que incluye contribuciones de muchas fuentes».Así, y utilizando un sofisticado software de código abierto llamado AM3, los investigadores simularon una población de blazares basándose en parámetros físicos conocidos, como la fuerza de sus campos magnéticos y el tamaño de sus regiones de emisión. Jugaron con dos variables clave: la 'carga bariónica' (cuánta energía transportan los protones frente a los electrones) y el 'índice espectral de protones'.Los blázares actúan como cañones electromagnéticos, disparando chorros de plasma y partículas directamente hacia la Tierra desde el corazón de agujeros negros supermasivosLos resultados encajaron perfectamente con lo que vio KM3NeT. Además, el hecho de que ese evento en particular no fuera observado por otros observatorios como IceCube en el Polo Sur o el Telescopio Fermi de rayos gamma, sugiere que estos neutrinos de ultra alta energía son extremadamente raros, un requisito que el nuevo modelo de blazares cumple a la perfección.Un Universo violentoEl descubrimiento tiene implicaciones profundas para nuestra comprensión del Cosmos. Porque si los blazares son los responsables de esos 'súper neutrinos', significa que son capaces de acelerar partículas a energías mucho más extremas de lo que la teoría predecía hasta ahora.«Nunca antes habíamos observado un neutrino de tan alta energía -afirma Bendahman-. Y si resulta que procede de aceleradores cósmicos como los blazares, nos daría una nueva perspectiva sobre cómo esos objetos pueden emitir partículas a energías que superan cualquier expectativa anterior».Sin embargo, y a pesar del éxito del estudio, la comunidad científica pide cautela. Necesitamos, dicen los investigadores, más datos. El detector KM3NeT sigue creciendo bajo las aguas del Mediterráneo, y cada nueva línea de sensores que se añade a las ya existentes aumenta su capacidad para 'enfocar' mejor el origen de estos potentes proyectiles cósmicos.Cuando el instrumento esté completo y con sus más de 200 líneas operativas (algo que está previsto que suceda entre finales de este mismo año y 2028), la astronomía de neutrinos dejará de ser una búsqueda de 'agujas en un pajar' para convertirse en una herramienta de precisión. Podremos mirar directamente al corazón de los agujeros negros, allí donde la gravedad es tan intensa que la luz misma no puede escapar, pero de donde los neutrinos salen disparados como mensajeros de una física que sólo ahora estamos empezando a descifrar.MÁS INFORMACIÓN noticia Si Crean en el laboratorio un 'diamante extraterrestre' más duro que el natural noticia Si La Luna también esquiva el impacto del asteroide 'destructor de ciudades': pasará a 21.000 kmComo suele decirse en estos casos, y en palabras de la propia colaboración KM3NeT: «Lo mejor está por llegar». Mientras, la caza del fantasma continúa.