Telescopios de neutrinos, la astronomía de lo invisible

[kelvinator]

Recogido en el periódico:

El universo se expande y, con él, las teorías que buscan explicar su origen y su presunto destino. Pero si la realidad viaja a la velocidad de la luz, el cerebro humano avanza como puede. Máxime cuando el margen de lo comprobable por medios empíricos se estrecha hasta casi desaparecer. Los más modernos telescopios ya no son ópticos ni electromagnéticos; son cazadores de ínfimas partículas, detectores gigantes de neutrinos, emplazados bajo el agua de los océanos o el hielo antártico.
El neutrino es una partícula subatómica postulada sobre teoría en los años treinta, demostrada en la práctica en los cincuenta, y que durante mucho tiempo pareció destinada a animar relatos de ciencia-ficción. Isaac Asimov recurre a ella para imaginar un cronoscopio, un observatorio del tiempo; el pasado quedaría capturado en imágenes dentro del flujo de neutrinos, y podría ser revelado y visto como una película.
Prendado del neutrino, el escritor y bioquímico Asimov rendía homenaje a esta partícula tan escurridiza, eléctricamente neutra, de muy débil interacción con la materia.
Balance energético
En un primer momento se pensó que su función era equilibrar la contabilidad energética del átomo, asegurar ese balance cero de la eterna simetría cósmica. El neutrino parecía destinado a vehicular algo así como la energía fantasma. Y eso es lo que llamó la atención de los astrónomos, sobre todo al observar el comportamiento de la fuente de neutrinos más espectacular que tenían a su alcance: el propio Sol.
El Sol, que arde minuto a minuto como millones de centrales nucleares dentro de otros tantos infiernos, y que sigue ardiendo porque, en aplicación del célebre E = mc2, el exceso de su masa se multiplica por la velocidad de la luz al cuadrado, y deviene energía. A través de los neutrinos, precisamente.
Dado su débil vínculo con la materia, los neutrinos escapan fácilmente del núcleo solar, viajando casi a la velocidad de la luz, atravesando todo lo que les sale al paso, incluida la Tierra, con todos nosotros sobre ella. Billones, trillones de neutrinos nos bombardean a cada momento, cargados de potencial información sobre lo que sucede en las estrellas y al borde de la materia oscura.
En ciertas supernovas, los neutrinos se encargan de evacuar casi toda la masa de la estrella al medio interestelar. Cuando explotó la SN 1987A, los astrónomos asistieron atónitos al chorro de neutrinos. Era como coger el gato con las manos. Así, cuajó la convicción de que los neutrinos son testigos cósmicos de excepción. Y de que el salto a una astronomía capaz de escudriñar lo subatómico supondría una revolución como la de Galileo.
Eludir el «ruido» cósmico
El principal reto es evitar interferencias. Se trata de captar lo más difícil de detectar y más fácil de interferir. Si la naciente astronomía neutrínica fija sus cuarteles generales bajo el mar o bajo el hielo, es en gran medida para eludir la radiación cósmica y el «ruido» indeseado que introduce en el sensible flujo de neutrinos.
La estructura clásica de un telescopio (detector) de neutrinos es una masa grande, verdaderamente grande, de agua o de hielo, orlada por unos sensores conocidos como tubos fotomultiplicadores. Son aceleradores de partículas. Su funcionamiento se basa en que las partículas producidas en la interacción del neutrino entrante con un núcleo atómico viajan más rápido que la luz cautiva en el detector (siempre por debajo de la velocidad libre de la luz en el vacío, la única que no puede ser superada).
De este diferencial surge una onda de choque óptica, una radiación azulada que los tubos fotomultiplicadores detectan. Fue bautizada como «radiación de Cherenkov», en honor del premio Nobel de Física de 1958, Pavel Alekseyevich Cherenkov, su descubridor.
Capturar neutrinos así puede parecer horriblemente complicado, pero funciona. Funciona y, lo que es mejor, vale la pena. Lo suficiente como para que en los últimos veinte años hayan empezado a proliferar en todo el mundo observatorios de este tipo. El SuperKamiokande o SuperK, localizado a mil metros bajo tierra en la mina de Mozumi, en Gifu, Japón. O el proyecto Amanda, participado por científicos norteamericanos y europeos en la Antártida.
Dos décadas de trabajo para instalar un gran detector de neutrinos muónicos bajo el mar de Hawai fracasaron. Pero abrieron el camino para un proyecto parecido, aunque más modesto, en el lago Baikal, en Siberia, y para los proyectos Néstor y Antares, el telescopio europeo de neutrinos (muónicos) bajo el Mediterráneo, ante las costas de Tolón.
Gigantescos detectores de estas partículas subatómicas, incrustados en los glaciares antárticos o instalados bajo el mar, van a revolucionar la observación del universo en las próximas décadas
SCIENCE
El sensor es introducido en el hielo hasta una profundidad de entre 1.500 y 2.500 metros