La colaboración internacional que gestiona el experimento KM3NeT, un avanzado telescopio ubicado en las profundidades del Mediterráneo, ha anunciado hoy un hallazgo significativo: la detección del neutrino de mayor energía jamás registrado por un experimento de este tipo. Este descubrimiento, que aparece en la portada de la revista Nature, representa una prueba inicial de que los neutrinos con energías tan elevadas se generan en el universo, aunque su origen sigue siendo un misterio.
El 13 de febrero de 2023, el detector ARCA del telescopio submarino KM3NeT captó un evento extraordinario vinculado a un neutrino cuya energía se estima en aproximadamente 220 PeV (220.000 billones de electronvoltios), superando con creces la energía de las partículas generadas por el LHC del CERN. Este evento, denominado KM3-230213A, se convierte así en el neutrino más energético observado hasta la fecha. Tras un exhaustivo análisis y evaluación de los datos, la colaboración KM3NeT ha compartido hoy los detalles sobre este hallazgo en un artículo publicado en Nature.
Nuevas fronteras en la astronomía de neutrinos
El evento detectado fue identificado como un muón, una partícula elemental relacionada con el electrón, que atravesó todo el detector y generó señales en más de un tercio de los sensores. La trayectoria inclinada del muón y su considerable energía ofrecen evidencias contundentes de que se originó a partir de un neutrino cósmico que interactuó cerca del detector.
“KM3NeT ha comenzado a explorar un rango energético y una sensibilidad donde los neutrinos pueden ser producidos por fenómenos astrofísicos extremos. Esta primera detección de un neutrino con cientos de PeV abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y nos brinda una nueva ventana para observar el universo”, declaró Paschal Coyle, portavoz de KM3NeT durante la detección e investigador del Centro de Física de Partículas IN2P3/CNRS en Marsella (Francia).
El universo energético es testigo de eventos colosales como agujeros negros supermasivos y explosiones de supernovas, fenómenos aún no completamente comprendidos. Estos aceleradores cósmicos generan flujos de partículas conocidas como rayos cósmicos, que al interactuar con materia circundante producen neutrinos y fotones. En su travesía por el cosmos, los rayos cósmicos más energéticos pueden chocar con fotones provenientes de la radiación cósmica de fondo, generando así neutrinos extremadamente energéticos.
Desentrañando los misterios del universo
“Los neutrinos son unas de las partículas elementales más intrigantes. Carecen de carga eléctrica, tienen masa casi insignificante e interactúan débilmente con la materia. Son mensajeros cósmicos únicos que nos brindan información valiosa sobre los mecanismos detrás de los fenómenos más energéticos y nos permiten explorar las regiones más remotas del universo”, explicó Rosa Coniglione, portavoz adjunta de KM3NeT y investigadora del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) en Italia.
A pesar de ser la segunda partícula más abundante después de los fotones, su interacción extremadamente débil con la materia dificulta su detección, lo que requiere detectores masivos. El telescopio KM3NeT, actualmente en construcción, consiste en dos detectores: ARCA y ORCA. Utiliza el agua marina como medio para detectar neutrinos mediante módulos ópticos avanzados que registran la luz Cherenkov generada por partículas ultra-relativistas resultantes interacciones con neutrinos.
Este reciente descubrimiento podría derivar directamente de un potente acelerador cósmico o representar la primera detección confirmada de un neutrino cosmogénico. Sin embargo, debido a que se basa únicamente en este único evento, los científicos advierten que es prematuro sacar conclusiones definitivas sobre su origen. Las futuras observaciones buscarán detectar más eventos similares para construir una imagen más clara.
Contribución española al proyecto KM3NeT
Km3NeT reúne a más de 360 científicos y técnicos procedentes de 68 instituciones distribuidas en 22 países alrededor del mundo. En España participan entidades como el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto entre el CSIC y la Universitat de València; así como la Unidad Mixta del Instituto Español de Oceanografía (IEO) junto a la Universitat Politècnica de València (UPV), entre otras universidades e institutos.
La implicación española en telescopios dedicados a neutrinoss data desde hace casi tres décadas, comenzando con ANTARES a mediados del año 2000. El profesor Juan José Hernández Rey, quien fue portavoz adjunto durante su construcción y operación inicial, recordó: “En aquel entonces aún debíamos demostrar si era viable instalar instrumentos como este en el fondo marino”. ANTARES operó durante 16 años antes ser desmantelado recientemente.
Poco después del inicio operativo ANTARES comenzó el diseño para KM3NeT, actualmente instalado parcialmente pero ya recolectando datos. “Los grupos españoles no solo participan en la construcción sino también cubren diversas líneas investigativas relacionadas con astronomía multi-mensajero y búsqueda nueva física”, comentó Juan de Dios Zornoza Gómez, coordinador español dentro del proyecto.
Afrontando nuevos desafíos en astronomía
La expansión continua del área dedicada a la astronomía basada en neutrinoss está generando expectativas entre investigadores españoles respecto al potencial revelador completo ofrecido por KM3NeT. “Para determinar dirección y energía requerimos calibraciones precisas y sofisticados algoritmos”, añadió Aart Heijboer, coordinador técnico durante esta detección e investigador asociado al Instituto Nacional Nikhef.
La noticia en cifras
| Cifra |
Descripción |
| 220 PeV |
Energía del neutrino detectado (220.000 billones de electronvoltios) |
| 360 |
Número de científicos, ingenieros, técnicos y estudiantes en la colaboración KM3NeT |
| 68 |
Número de instituciones participantes en la colaboración KM3NeT |
| 22 |
Número de países involucrados en la colaboración KM3NeT |
Preguntas sobre la noticia
¿Qué es el experimento KM3NeT?
KM3NeT es un potente telescopio sumergido en las profundidades del Mediterráneo, diseñado para detectar neutrinos de alta energía provenientes de fenómenos astrofísicos extremos.
¿Cuál es el hallazgo más reciente de KM3NeT?
El hallazgo más reciente es la detección del neutrino de mayor energía jamás observado, con una energía estimada en unos 220 PeV, lo que proporciona evidencia de que neutrinos de tan altas energías se producen en el universo.
¿Qué significa la detección de este neutrino para la astronomía?
Esta detección abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y proporciona una nueva ventana de observación del universo, permitiendo a los científicos explorar fenómenos astrofísicos aún no comprendidos completamente.
¿Quiénes participan en el proyecto KM3NeT?
La colaboración KM3NeT reúne a más de 360 científicos, ingenieros, técnicos y estudiantes de 68 instituciones en 22 países. En España participan varios grupos científicos, incluyendo el Instituto de Física Corpuscular (IFIC) y la Unidad Mixta del Instituto Español de Oceanografía.
¿Por qué son importantes los neutrinos en la investigación científica?
Los neutrinos son partículas elementales muy difíciles de detectar debido a su interacción débil con la materia. Proporcionan información única sobre los mecanismos involucrados en los fenómenos más energéticos del universo.
¿Cómo se detectan los neutrinos en KM3NeT?
KM3NeT utiliza el agua del mar como medio para detectar los neutrinos. Sus módulos ópticos detectan la luz Cherenkov generada por partículas ultra-relativistas resultantes de interacciones con los neutrinos.
¿Qué implicaciones tiene este descubrimiento para futuras investigaciones?
Las futuras observaciones se centrarán en detectar más eventos similares para construir una imagen más clara sobre el origen de los neutrinos cósmicos y mejorar la sensibilidad del detector.
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