Física de astropartículas
Detectado en el Mediterráneo el neutrino más energético del universo
Podría proporcionar información única sobre los entornos más extremos del cosmos
Vista desde el interior de un bloque de construcción de unidades de detección de neutrinos. Se ve claramente la boya amarilla de una unidad de detección cercana. / Edward Berbee/Nikhef.7ARCA
El neutrino más potente jamás observado ha dejado su huella en las profundidades del Mediterráneo, aunque todavía se desconoce de qué rincón del universo procede. Los neutrinos cosmogénicos son los mensajeros de algunos de los eventos más cataclísmicos del cosmos.
El observatorio ARCA, que forma parte del telescopio de neutrinos Cubic Kilometre Neutrino Telescope (KM3NeT), ha detectado lo que podría ser el neutrino de mayor energía jamás observado.
El neutrino detectado por ARCA probablemente tenía una energía de decenas de petaelectronvoltios (PeV), lo que lo convierte en el neutrino más energético jamás observado.
Para poner esto en perspectiva, un petaelectronvoltio es un millón de veces más energético que un electrón acelerado por un voltaje de un millón de voltios.
Proeza tecnológica
El neutrino fue detectado por más de un tercio de los sensores de ARCA, lo que indica que depositó una cantidad significativa de energía en el detector. Esto supera incluso a los neutrinos de ultra-alta energía observados anteriormente por el observatorio IceCube en la Antártida.
Hasta hace poco, sólo IceCube tenía la capacidad de ver estas partículas extremas, lo que hace que la detección por parte del ARCA, mucho más pequeño, sea aún más sensacional, destaca Nature.
El descubrimiento fue revelado por el físico de neutrinos João Coelho, del Laboratorio de AstroPartículas y Cosmología de París, en la conferencia Neutrino 2024 en Milán, Italia, el 18 de junio, aunque todavía se desconoce la dirección precisa de donde procedía la partícula, ni cuándo ocurrió la observación, algo que Coelho promete revelar más adelante.
En su charla, Coelho afirmó que más de un tercio de los sensores del ARCA habían registrado destellos consistentes con un muon (otro tipo de partícula) que cruzó horizontalmente el observatorio, producido por un neutrino que llegó aproximadamente un grado por debajo del horizonte.
La partícula probablemente tenía una energía de muchas decenas de petaelectronvoltios, añadió, lo que la convertiría en la más energética jamás detectada, añade Nature.
Impresión artística del detector KM3NeT con módulo óptico multi-PMT. / ARCA/KM3NeT.
Mensajeros del universo
Los neutrinos de ultra-alta energía o cosmogénicos se cree que son mensajeros de algunos de los eventos más cataclísmicos del universo. Estos incluyen fenómenos como los brotes de crecimiento de los agujeros negros supermasivos en galaxias distantes, que pueden liberar enormes cantidades de energía.
A diferencia de la luz y otras partículas, los neutrinos pueden viajar a través del espacio intergaláctico sin ser desviados o absorbidos. Esto los convierte en trazadores únicos de los procesos más energéticos del universo.
ARCA (Astroparticle Research with Cosmics in the Abyss) es uno de los dos telescopios de neutrinos que forman parte del proyecto KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope). KM3NeT es una infraestructura de investigación distribuida en el fondo del mar Mediterráneo, con detectores ubicados frente a las costas de Italia y Francia.
A diferencia de IceCube, que está construido en el hielo antártico, KM3NeT utiliza el agua del mar como medio detector. Esto permite que los detectores sean más compactos y se puedan construir a mayor profundidad, lo que mejora su capacidad para detectar neutrinos de ultra-alta energía.
KM3NeT ha recolectado y procesado más de 1.6 megatoneladas-año de datos hasta el momento. Esto significa que KM3NeT ha acumulado datos equivalentes a 1.6 millones de toneladas de agua multiplicado por un año de tiempo de exposición.
Seguramente habrá más
El descubrimiento de este neutrino de ultra-alta energía por parte de ARCA, un observatorio aún en construcción, subraya el gran potencial de este tipo de instalaciones para estudiar los fenómenos más energéticos del cosmos, destacan los científicos.
A medida que KM3NeT se complete y expanda, se espera que detecte más neutrinos de este tipo, lo que permitirá a los astrofísicos estudiar en detalle los procesos que los generan.
Además, la detección de neutrinos de ultra-alta energía en coincidencia con otras señales astronómicas, como ondas gravitacionales o radiación electromagnética, podría proporcionar información única sobre los mecanismos de aceleración de partículas en los entornos más extremos del universo.
El descubrimiento ha causado una gran expectación en la comunidad científica.
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