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Confirman que el neutrino que llegó a la Tierra en 2023 fue real y marcó un récord, ¿pero de dónde vino?
Hace un par de años, un detector de partículas cósmicas submarino registró la llegada de un neutrino entre 20 y 30 veces más energético que cualquier otro documentado en la historia. Con una energía calculada de 220 petaelectronvoltios (PeV), donde la marca promedio es de aproximadamente 10 PvE, el hallazgo rompió todos los récords y emocionó a gran parte de la comunidad. También despertó demasiadas dudas sobre su naturaleza.
Para los físicos de partículas, la existencia de un neutrino tan anómalo solo puede explicarse de dos formas: es la prueba de un proceso cósmico nunca antes visto con potencial de cambiar la visión de los neutrinos, o bien se trató de un decepcionante error de medición. La ciencia dice que no deberíamos ir con prisa para resolver este enigma de las partículas de masa mínima que traspasan la materia sin alterarla, las llamadas “partículas fantasma”. Llegar a una respuesta, cualquiera que esta sea, es más complicado de lo que parece.
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Aunque el límite superior de la masa de un neutrino ya se había calculado con anterioridad, el experimento KATRIN logró un resultado con observaciones directas.
Un extenuante estudio publicado en la revista Physical Review X ha comparado ese único registro del neutrino captado por el telescopio KM3NeT/ARCA con otras bases de datos científicas con información sobre las partículas fantasma detectadas hasta la fecha (designado KM3-230213A). Ninguno había visto algo parecido, pero con los datos disponibles es posible decir que ese notable neutrino ultra energético no fue una ilusión estadística.
Así como una roca no puede describir la naturaleza de una montaña, tampoco un neutrino de 220 PeV puede ser útil para definir el fenómeno que lo originó. El documento acepta que la información con la que cuentan no es suficiente como para “sacar conclusiones firmes sobre si la observación sugiere un nuevo componente de energía ultra alta en el espectro".
Neutrinos cósmicos: el mejor escenario
Sí hubiera más registros similares, la ciencia de los neutrinos presentaría un avance sustancial, dicen los investigadores. “Podría significar que estamos viendo neutrinos cósmicos por primera vez, producidos cuando los rayos cósmicos interactuaron con el fondo cósmico de microondas, o podría apuntar a un nuevo tipo de fuente astrofísica”, señala el estudio.
El rango de energía del neutrino de 2023 se asocia con aceleradores de partículas cósmicos, como núcleos activos de galaxias, explosiones de supernovas, chorros relativistas de agujeros negros o un estallido de rayos gamma. En cambio, las firmas clásicas que reciben los observatorios de partículas anuncian neutrinos atmosféricos, producidos por el impacto de rayos cósmicos con átomos de la atmósfera que llegan a la Tierra. Son partículas técnicamente iguales, pero su origen repercute en su energía.
"Los patrones de luz detectados para KM3-230213A muestran una clara coincidencia con lo esperado de una partícula relativista que cruza el detector, probablemente un muón, lo que descarta la posibilidad de un fallo", indicó la Colaboración KM3NeT en declaraciones recogidas por ScienceAlert. "Gracias a la energía y la dirección reconstruidas de este muón, el escenario más probable, por mucho, es que se originó en la interacción de un neutrino astrofísico cerca del detector, lo que la convierte en la explicación más natural".
Diferentes ramas de la ciencia emplean y estudian neutrinos por distintas razones. Una de las principales es que viajan por el universo sin desviarse ni ser absorbidos, por lo que pueden mostrar información valiosa sobre eventos cósmicos muy lejanos. Algunos científicos piensan en ellos como “reporteros del universo” que, de vez en cuando, llegan a la Tierra con datos que de otra forma no obtendrían.
