Un equipo dirigido por físicos de la Universidad de California, en Irvine, descubrió neutrinos similares a los del cosmos, pero creados por un colisionador de partículas. El hallazgo promete profundizar en la comprensión sobre las partículas subatómicas, que se detectaron por primera vez en 1956 y tienen un papel clave en el proceso que hace que las estrellas se quemen.

El trabajo también podría arrojar luz en torno a los neutrinos cósmicos que viajan grandes distancias y chocan con la Tierra, proporcionando una ventana a partes distantes del universo.

Es el resultado más reciente del experimento de búsqueda directa (Faser), detector de partículas diseñado y construido por un grupo internacional de físicos e instalado en el Consejo Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, Suiza. Allí, detecta partículas producidas por el Gran Colisionador de Hadrones de esa institución.

“Hemos descubierto neutrinos de una fuente completamente nueva, los colisionadores de partículas, en los que dos haces de partículas chocan entre sí a una energía extremadamente alta”, explicó Jonathan Feng, físico de partículas de la0 Universidad de California en Irvine y coportavoz de Colaboración Faser, quien inició el proyecto que involucra a más de 80 investigadores de una veintena de instituciones asociadas.

Los resultados fueron anunciados en la 57 conferencia Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories en Italia. Los neutrinos, que fueron codescubiertos hace casi 70 años por el difunto físico Frederick Reines, de la Universidad de Californa en Irvine y premio Nobel, son las partículas más abundantes en el cosmos y “fueron muy importantes para establecer el modelo estándar de la física de partículas”, explicó Jamie Boyd, físico de partículas en el CERN y coportavoz de Faser.

Desde su descubrimiento, la mayoría de los neutrinos estudiados por los físicos han sido de baja energía, pero los detectados por Faser son la energía más alta jamás producida en un laboratorio y son similares a los que se encuentran cuando las partículas del espacio profundo desencadenan lluvias de partículas dramáticas en la atmósfera. “Pueden hablarnos sobre el espacio profundo de una manera que no podemos aprender de otra manera”, agregó.

Más allá de los neutrinos, uno de los otros objetivos principales de Faser es ayudar a identificar las partículas que componen la materia oscura, que los físicos creen que comprende la mayor parte de la materia del universo, pero que nunca han observado directamente. Faser aún tiene que encontrar signos de materia oscura, pero con el Gran Colisionador de Hadrones listo para comenzar una nueva ronda de colisiones de partículas en unos pocos meses, el detector también está para registrar cualquiera que aparezca.

Telescopio gigante chino

Mientras, en China, investigadores del Instituto de Física de Alta Energía de la Academia de Ciencias, trabajan en un modelo para un telescopio gigante con el fin de observar neutrinos desde las profundidades de los mares o lagos. La instalación, diseñada para tener un volumen de aproximadamente 30 kilómetros cúbicos, se sumergirá a una profundidad de más de un kilómetro, afirmó Chen Mingjun, investigador principal del proyecto.

Al pasar por el agua, los neutrinos chocarán con el núcleo atómico y producirán partículas secundarias, emitiendo señales de luz que pueden ser captadas por detectores bajo el agua. Chen cree que se podría rastrear el origen de esta misteriosa radiación espacial.

La razón por la que los científicos despliegan el telescopio en las profundidades del agua, está relacionada con que la luz del Sol no penetra en la oscuridad, permitiendo ausencia de peces o microorganismos.

Entre los desafíos que enfrenta el equipo está el desarrollo de detectores para cumplir con los requisitos más altos de impermeabilización, así como los altos costos de los equipos y operaciones bajo el agua.