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El telescopio IceCube detecta 28 neutrinos de alta energía de origen cósmico

Dos de las partículas observadas en la Antártida han alcanzado energías miles de veces mayores que las producidas en los aceleradores


Un total de 28 neutrinos de alta energía que podrían tener su origen en fuentes cósmicas han sido detectados en el telescopio IceCube, de la Antártida. Dos de estas partículas alcanzaron energías mayores que 1 petaelectronvoltio (PeV), miles de veces mayores que las de los neutrinos producidos en aceleradores de partículas. La probabilidad de que no sean de origen astrofísico es de 1 entre un millón, lo que permite hablar de evidencia.




Uno de los sensores ópticos introducidos bajo tierra para detectar neutrinos. Fuente: IceCube/National Science Foundation.
Uno de los sensores ópticos introducidos bajo tierra para detectar neutrinos. Fuente: IceCube/National Science Foundation.
El telescopio de neutrinos IceCube, situado en la Antártida, ha informado de la detección de 28 neutrinos de alta energía que podrían tener su origen en fuentes cósmicas. Dos de estas partículas alcanzaron energías mayores que 1 petaelectronvoltio (PeV), miles de veces mayores que las de los neutrinos producidos en aceleradores de partículas.

Los resultados fueron presentados en una conferencia científica que la colaboración internacional de IceCube celebra en la Universidad Wisconsin–Madison (EE.UU.). En la conferencia se describieron 28 neutrinos de alta energía capturados por IceCube entre mayo de 2010 y mayo de 2012, coincidiendo con la estancia en la base antártica que controla el experimento del físico Carlos Pobes, primer winter over (que pasa el invierno de la Antártida) español en hacerse cargo de este telescopio de neutrinos durante un año en situación de aislamiento en el invierno antártico.

Según los expertos de IceCube, estos eventos son incompatibles con los que se esperarían si los neutrinos tuvieran un origen atmosférico, aunque todavía es pronto para especular sobre la fuente de estas partículas. Estos resultados amplían las primeras detecciones de neutrinos altamente energéticos realizadas en abril de 2012, y se publicarán próximamente.

"Los dos neutrinos presentados en abril de 2012 tenían una probabilidad cercana al 99% de ser de origen astrofísico, pero eso no es suficiente para reclamar un descubrimiento", explica Carlos Pobes, actualmente en el Instituto de Ciencia de Materiales de Aragón (CSIC-Universidad de Zaragoza). "Los 28 neutrinos encontrados presentan una probabilidad aproximada de 1 entre 1 millón de no ser de origen astrofísico, y eso sí permite hablar de evidencia", señala, según la información del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

Mensajeros de fenómenos violentos del Universo

Puesto que los neutrinos apenas interactúan con la materia y no les afecta la gravedad pueden aportar valiosa información sobre el funcionamiento de los fenómenos más energéticos y distantes del universo. Miles de millones de neutrinos atraviesan la Tierra cada segundo, la gran mayoría de ellos procede del Sol o de la atmósfera terrestre. Los más infrecuentes son los neutrinos de alta energía que podrían proceder de los eventos cósmicos más poderosos, como explosiones de rayos gamma, agujeros negros o la formación de estrellas, donde podrían haberse creado en asociación con rayos cósmicos de alta energía que pueden alcanzar energías superiores a los miles de PeVs.

IceCube está formado por más de 5.000 módulos ópticos distribuidos por un kilómetro cúbico de hielo en la Antártida, que captan los leves destellos de luz azul emitidos por un neutrino cuando interactúa con una molécula de agua en el hielo. Fue concebido hace más de 2 décadas para encontrar este tipo de neutrinos, así que este anuncio "supone un momento muy importante tanto para los miembros de la colaboración como para la comunidad científica en general", asegura Pobes. "Es solo el inicio de una nueva forma de mirar al Universo. Esperamos que los datos obtenidos ayuden a entender el origen de otros fenómenos como los rayos cósmicos de más alta energía".

Construcción de la torre de IceCube. Imagen: Jeff Cherwinka. Fuente: NSF.
Construcción de la torre de IceCube. Imagen: Jeff Cherwinka. Fuente: NSF.
Telescopio de neutrinos en el Mediterráneo

Este hallazgo avala la construcción de un telescopio de neutrinos similar a IceCube en el hemisferio norte. Este proyecto se denomina KM3NeT, y consiste en un detector de neutrinos que se ubicará en las profundidades del Mar Mediterráneo y ocupará 5 kilómetros cúbicos, del que se están desplegando los primeros componentes.

Este experimento se basa en un telescopio de neutrinos submarino que existe en la actualidad en las proximidades de Tolón (Francia) llamado ANTARES.

"La ventaja de ANTARES y de KM3NeT es que pueden observar de forma más sencilla que IceCube en dirección al centro de la galaxia, ya que están situados en el hemisferio norte terrestre. De hecho, los sucesos observados por IceCube se situan en su mayoría en un zona de alta visibilidad para nuestros telescopios submarinos", explica Juan José Hernández-Rey, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto del CSIC y la Universidad de Valencia) y uno de los portavoces de ANTARES.

Tanto en ANTARES como en KM3NeT participan científicos del IFIC y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV). El diseño y preparación de KM3NeT fueron financiadas por los Programas Marco VI y VII de la Unión Europea.

En España ha sido apoyado por el Programa Nacional de Física de Partículas, el programa Prometeo de la Generalitat Valenciana y por los proyectos Consolider MultiDark y CPAN. La primera fase de construcción de KM3NeT ha sido aprobada en Alemania, Francia, Italia y Holanda, y figura en la lista que ha hecho la Unión Europea de las infraestructuras científicas prioritarias.

Viernes, 17 de Mayo 2013
CPAN/T21
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