Encontraron posibles señales del universo que están ocultas en el fondo del océano

El océano profundo esconde misterios que los científicos de todo el mundo intentan desvelar. Recientemente, sensores colocados a grandes profundidades en el mar Mediterráneo detectaron el neutrino más energético jamás registrado. Aunque los neutrinos son, por naturaleza, partículas altamente energéticas, la magnitud del detectado sorprendió a la comunidad científica. Este hallazgo es comparable a una escena de la película “Twister”, pero en lugar de rastrear tornados en la superficie, los científicos están buscando partículas subatómicas desde las profundidades marinas.

Según los investigadores, esta señal no provino de los neutrinos típicos generados en nuestra atmósfera, sino de un fenómeno cataclísmico en algún rincón remoto del universo. Este descubrimiento, explican, podría ofrecer información sobre eventos cósmicos extremadamente violentos, como explosiones de supernovas o colisiones de estrellas de neutrones.

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João A. B. Coelho, del Laboratorio de Astropartículas y Cosmología de Francia, presentó este notable hallazgo en la conferencia Neutrino 2024, celebrada en junio pasado.

Estas partículas, diminutas y difíciles de captar, pueden atravesar casi cualquier material sin ser detectadas. Funcionan como mensajeros del universo. Su capacidad para penetrar materia y su origen en algunos de los eventos más energéticos del cosmos las convierte en una herramienta invaluable para los astrofísicos. Al detectar y estudiar estos neutrinos, los científicos pueden obtener una visión más clara de los procesos que ocurren en los rincones más lejanos y extremos del universo, abriendo la puerta a descubrimientos que podrían transformar nuestra comprensión del cosmos.

Este hallazgo se logró gracias a un innovador sistema de sensores de neutrinos llamado ARCA, instalado en el lecho del Mar Mediterráneo cerca de Sicilia. Inspirado en el dispositivo “Dorothy” de la película “Twister”, ARCA opera a aproximadamente 3.500 metros de profundidad y está compuesto por esferas equipadas con sensores capaces de captar diversos tipos de “ruidos” ópticos y cósmicos. Estos sensores, dispuestos verticalmente y conectados por cables de 700 metros de largo, permiten distinguir tres capas de ruido diferentes:

• Ruido óptico de fondo: principalmente causado por la desintegración del potasio-40, este ruido es constante y sirve para calibrar los instrumentos, además de potencialmente revelar neutrinos procedentes de supernovas.
• Rayos cósmicos: partículas provenientes del espacio que, al chocar con la atmósfera terrestre, generan muones. Estos muones, a su vez, producen ruido óptico que también puede ser utilizado para calibraciones y para estudiar la existencia de muones.
• Neutrinos atmosféricos: algunos de los rayos cósmicos generan muones que luego se desintegran en neutrinos muónicos. Este proceso es comparable a un aguacate cósmico, donde la piel (el rayo cósmico) se pierde al impactar, dejando la pulpa (el muón) que finalmente se desintegra en la semilla (el neutrino muónico).

Durante la conferencia, Coelho anunció una noticia significativa: ARCA había detectado un neutrino de energía extremadamente alta, probablemente procedente de un evento catastrófico en el cosmos. Este hallazgo subraya la capacidad de ARCA para identificar neutrinos distantes y energéticos, a pesar de los ruidos mencionados anteriormente. Los sensores de ARCA captaron una señal brillante y excepcionalmente intensa, lo que llevó a los científicos a prestar atención inmediata al evento.

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Desafíos y ventajas de la detección submarina

Trabajar a grandes profundidades implica enormes desafíos debido a la alta presión, que en el caso de ARCA alcanza las 348 atmósferas. No obstante, estas condiciones también ofrecen ventajas, ya que el entorno submarino actúa como un escudo contra el ruido electromagnético superficial, lo que mejora la capacidad de detección de neutrinos.

El hallazgo del neutrino más energético registrado hasta ahora no solo confirma la efectividad de la instalación ARCA, sino que también abre nuevas oportunidades para investigar estos enigmáticos mensajeros cósmicos y sus orígenes explosivos.

Detectar neutrinos energéticos desde el fondo del mar podría ser un paso fundamental para entender fenómenos extremos en el universo.

En qué consiste Neutrino KM3NeT

KM3NeT es un observatorio submarino de neutrinos situado en el Mar Mediterráneo, diseñado específicamente para investigar las propiedades de los neutrinos y sus fuentes astrofísicas en el universo. Este telescopio, una infraestructura científica de gran escala, está compuesto por una red de detectores distribuidos en un volumen de aproximadamente un kilómetro cúbico, de ahí su nombre “KM3NeT” (Kilómetro Cúbico Neutrino Telescope).

Utilizando un conjunto de sensores esféricos, conocidos como “ojos artificiales”, el equipo busca captar los neutrinos que atraviesan la Tierra desde todas las direcciones. Cada sensor está diseñado para detectar la débil luz generada cuando un neutrino interactúa con el agua, un fenómeno conocido como radiación Cherenkov.

El objetivo principal de KM3NeT es la detección de neutrinos de alta energía provenientes de eventos astrofísicos como explosiones de supernovas, agujeros negros y estrellas de neutrones. Además, pretende mejorar el entendimiento de la física de los neutrinos y contribuir al avance en la física de partículas.

KM3NeT está compuesto por dos configuraciones principales: ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) y ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss). ARCA se enfoca en la búsqueda de neutrinos de muy alta energía procedentes de fuentes astrofísicas, mientras que ORCA se dedica al estudio de las oscilaciones de neutrinos y a investigar la jerarquía de masas de los neutrinos. Este proyecto internacional involucra a científicos de varios países y tiene como objetivo contribuir al campo de la astrofísica y la física de partículas.

A diferencia de los telescopios convencionales, que captan luz visible, infrarroja o de rayos X, el experimento KM3NeT con su red ARCA tiene la capacidad de detectar neutrinos que han viajado a través de vastas distancias cósmicas, proporcionando información invaluable sobre fenómenos como supernovas, agujeros negros o colisiones de estrellas de neutrones.