Un telescopio submarino detecta el neutrino de mayor energía de la historia
Los astrofísicos llevan decenios buscando neutrinos: partículas cósmicas de alta energía. Ahora, un telescopio sumergido en el mar Mediterráneo ha detectado el neutrino de mayor energía registrado nunca. Este descubrimiento pionero, el cual ha sido posible gracias al apoyo de cinco proyectos financiados con fondos europeos — KM3NET-INFRADEV2, MuSES, MessMapp, UNOS y ChETEC-INFRA –, ayudará a los científicos a comprender mejor los fenómenos más distantes y de mayor energía que tienen lugar en el universo. El neutrino de alta energía, una partícula subatómica sin apenas masa que puede atravesar planetas sin interaccionar con ellos y sin ser detectado, fue registrado por el telescopio de neutrinos KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) en las profundidades marinas el 13 de febrero de 2023. La partícula, apodada con acierto «partícula fantasma», transportaba 220 petaelectronvoltios (PeV) de energía: unos 100 mil billones de veces la energía de los fotones de luz visible y unas 30 veces más energía de la que se había detectado hasta la fecha en un neutrino. Sin embargo, se necesitaron meses de observaciones para comprender su importancia. «Me percaté de lo espectacular que era cuando miré la visualización de eventos», comenta Paschal Coyle, investigador del Centro Nacional de Investigación Científica de Francia, organismo coordinador del proyecto KM3NET-INFRADEV2 y entidad socia del proyecto ChETEC-INFRA, en una noticia publicada en «Astronomy». «Tenía muchos más fotones (partículas de luz) que cualquier otra cosa que hubiéramos visto nunca», agrega Coyle, coautor del artículo publicado en la revista «Nature». Los investigadores lograron detectar el neutrino de ultra alta energía gracias a los sensores ópticos de elevada sensibilidad del detector ARCA del KM3NeT, que está sumergido a unos 3 450 metros de profundidad frente a la costa de Sicilia (Italia). El conjunto ARCA es uno de los dos detectores del KM3NeT, el segundo, ORCA, está situado en la costa de Tolón (Francia).
Capturar la luz
El 13 de febrero de 2023, se registró la señal de un muón de ultra alta energía, una partícula subatómica generada por un neutrino, que atravesó el detector ARCA. Aunque el destello de luz generado por el muón que se propagaba por el agua duró tan solo unos 2 microsegundos, el telescopio captó los fotones con microprecisión. Se calculó que el muón tenía una energía de unos 120 PeV, lo que indica que el neutrino que lo generó tenía una energía aún mayor, de unos 220 PeV. La energía del neutrino y su dirección casi horizontal son lo que hacen que este fenómeno sea verdaderamente extraordinario. Se necesitan condiciones cósmicas extremas, como la explosión de una estrella o un agujero negro supermasivo, para crear un neutrino así. «Sin duda, este neutrino se encuentra en el rango de energía en el que esperamos que estén los neutrinos cosmogénicos», comenta Coyle. El estudio de este neutrino podría ayudar a los científicos a obtener una mejor comprensión del universo. El equipo ha identificado una serie de galaxias activas en las que se podría haber originado el neutrino, pero ninguna ha sido confirmada como fuente y aún se desconoce su origen. El proyecto UNOS (Unifying Neutrino Observatories Searches) finalizó en 2024. Los proyectos KM3NET-INFRADEV2 (Towards full implementation of the KM3NeT Research Infrastructure) y ChETEC-INFRA (Chemical Elements as Tracers of the Evolution of the Cosmos - Infrastructures for Nuclear Astrophysics) concluirán en 2025, mientras que el proyecto MessMapp (Mapping Highly-Energetic Messengers throughout the Universe) lo hará en 2026, seguido del proyecto MuSES (Multi-messenger Studies of Extragalactic Super-colliders) en 2029. Para más información, consulte: Proyecto KM3NET-INFRADEV2 Proyecto MuSES Proyecto MessMapp Proyecto UNOS Sitio web del proyecto ChETEC-INFRA
Palabras clave
KM3NET-INFRADEV2, MuSES, MessMapp, UNOS, ChETEC-INFRA, neutrino, partícula, muón, KM3NeT, telescopio
