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» » El cazador de neutrinos cósmicos IceCube ve sus primeros indicios

Referencia: NewScientist.com .
por Anil Ananthaswamy, 24 de abril 2013 

Un par de neutrinos detectados en la Antártida son los primeros de estas partículas fantasmales que se han visto venir de fuera del sistema solar desde 1987. Si se confirma el hallazgo, ayudará a dar una nueva forma de ver el universo y tal vez resolver una serie de enigmas cósmicos.

Los neutrinos no tienen carga ni masa apreciable, lo que significa que pueden viajar por el espacio prácticamente sin obstáculos por los campos electromagnéticos y la materia. La detección de neutrinos astrofísicos ofrecería una forma sin precedentes para estudiar objetos cósmicos a través de grandes distancias, de forma parecida a como la luz infrarroja nos permite mirar a través de las opacas nubes de polvo cósmico.

Por ejemplo, detectar neutrinos sería una manera de localizar las fuentes de rayos cósmicos de alta energía. Se cree que estos rayos provienen de algunos de los aceleradores de partículas más poderosos del universo, como las supernovas. Sin embargo, en su viaje, los rayos cósmicos cargados son desviados por los campos magnéticos, haciendo que su rastreo sea harto difícil. Los mismos procesos que generan los rayos también deben crear neutrinos, lo que nos remonta directamente a sus orígenes.

Los neutrinos energéticos de baja energía se han detectado viniendo del sol, y como producto de los rayos cósmicos que chocan con la atmósfera terrestre. En 1987, tres detectores subterráneos también detectaron neutrinos procedentes de una supernova en la cercana Gran Nube de Magallanes. Desde entonces, todos los intentos de detectar neutrinos más allá del sistema solar han sido infructuosos.

Ábrete sésamo

En junio del año pasado, el telescopio de neutrinos IceCube, en el Polo Sur, reportó el avistamiento de dos candidatos a neutrinos, descubiertos casi por accidente, ya que el equipo estaba buscando a través de los datos. Bert y Ernie, como fueron afectivamente llamados, con una energía cada uno de aproximadamente 1 petaelectronvoltio (PeV).

El IceCube supervisa un kilómetro cúbico de hielo en el Polo Sur. Esta hecho de 5.160 módulos ópticos digitales, integrados como cuerdas verticales de perlas, a profundidades que van desde 1,45 hasta 2,45 kilómetros por debajo de la superficie. Estos módulos buscan la luz emitida cuando los neutrinos chocan contra el hielo.

De acuerdo con un análisis realizado por IceCube, publicado el lunes, las probabilidades de que Bert y Ernie fuesen el resultado de alguna travesura atmosférica son mayores de 370 a 1. En otras palabras, hay una posibilidad razonable de que llegaron desde las zonas más distantes de la galaxia, o quizá más allá.

Por supuesto, todavía existe una posibilidad de que los neutrinos de alta energía provengan nuestra atmósfera, pero sería igual de emocionante: hasta ahora el IceCube sólo había detectado neutrinos atmosféricos con energías de tan sólo unos pocos cientos de teraelectronvoltios (TeV).

Encantadora pareja

En teoría, cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera superior pueden producir partículas llamadas mesones encantados, que puede desintegrarse en neutrinos de alta energía como Bert y Ernie. En la práctica, no se ha visto nunca.

"Pero hay que tener en cuenta la posibilidad de que existan", dice el investigador principal de IceCube, Francis Halzen, de la Universidad de Wisconsin-Madison. Aunque ver neutrinos debidos a mesones encantados no sería demasiado sorprendente, señala Halzen, nos ayudaría a entender mejor el proceso, permitiéndonos distinguir entre las posibles señales atmosféricas y los neutrinos procedentes de fuentes más lejanas.

Por ahora, la colaboración está siendo cautelosa. "Dos eventos no son un descubrimiento de algo, es demasiado poco", dice Halzen. "Lo interesante es que, debido a su energía pura, son claramente candidatos a ser neutrinos cósmicos."

Equipo de sueño

El equipo del IceCube ya ha empezado a tamizar los datos existentes en busca de más detecciones de estos neutrinos de alta energía. Suponiendo que se encuentren los suficientes, se podrán utilizar estas partículas para descartar mesones encantados 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 mesones encantados de la atmósfera, las partículas deben estar agrupadas en torno a 100 TeV, y su cantidad deberá disminuir a medida que la energía alcance 1 PeV. Bert y Ernie serían valores atípicos.

Si los neutrinos no coinciden con este patrón, la probabilidad de que vengan del espacio más lejano subiría significativamente.

"Es un resultado excitante, el origen de la alta energía de los neutrinos, un sueño que he tenido en muchos años", comenta John Learned, de la Universidad de Hawai en Manoa, que no está en el equipo de IceCube. "No puedo esperar a ver cómo funciona este sistema."


- Publicación: arxiv.org/abs/1304.5356 .
- Imagen: IceCube.
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