Científicos observan un neutrino que tiene 100 veces más energía que cualquier otro neutrino jamás observado en la tierra
Científicos han detectado el neutrino más energético jamás observado en la Tierra, con una energía de 220 PeV. Este hallazgo, realizado por KM3NeT en el Mediterráneo, podría revelar nuevos procesos astrofísicos extremos.
Científicos observan un neutrino que tiene 100 veces más energía que cualquier otro neutrino. Fuente: Wikipedia + Nature
Eugenio M. Fernández Aguilar
Físico, escritor y divulgador científico. Director de Muy Interesante Digital
Creado: 13.02.2025 | 20:30
En lo más profundo del Mar Mediterráneo, un detector ha registrado un evento sin precedentes: un neutrino con una energía jamás vista en la Tierra. Se trata de una partícula cósmica con una energía de 220 petaelectronvoltios (PeV), lo que equivale a 100 veces la energía de los neutrinos más potentes detectados hasta ahora. Este hallazgo, realizado por el detector KM3NeT, supone un avance en la comprensión del universo más extremo.
El estudio, publicado en Nature, plantea interrogantes fundamentales: ¿de dónde proviene este neutrino? ¿Podría haber sido generado por un evento cósmico aún desconocido? La detección de partículas tan energéticas abre nuevas puertas para la astrofísica de partículas, permitiendo explorar procesos violentos en el cosmos que antes solo podíamos intuir.
Un detector en las profundidades del Mediterráneo
Para captar neutrinos, partículas que apenas interactúan con la materia, los científicos han construido enormes detectores en entornos extremos. KM3NeT, el experimento que ha logrado esta observación histórica, se encuentra a más de 3.000 metros de profundidad en el Mediterráneo, dividido en dos instalaciones: ARCA, en Sicilia, diseñado para detectar neutrinos de alta energía, y ORCA, frente a la costa de Francia, optimizado para estudiar oscilaciones de neutrinos.
El neutrino observado no fue detectado directamente, sino a través de los efectos de su colisión con otra partícula en el agua. Cuando un neutrino de tan alta energía choca con un núcleo atómico, genera una cascada de partículas secundarias, entre ellas, muones, que viajan a través del agua a velocidades superiores a la de la luz en ese medio. Este fenómeno produce un resplandor azul conocido como radiación de Cherenkov, que puede ser detectado por los sensores del experimento.
Trayectoria reconstruida del muón en el evento KM3-230213A, con detección de luz de Cherenkov y cascadas secundarias a lo largo de su recorrido. Fuente: NatureLa energía más alta jamás registrada
La detección de este neutrino, denominado KM3-230213A, tuvo lugar el 13 de febrero de 2023. La estimación de su energía es asombrosa: 220 PeV con un intervalo de incertidumbre que va de 72 PeV a 2,6 exaelectronvoltios (EeV).
Hasta ahora, los neutrinos más energéticos detectados por otros observatorios, como IceCube en la Antártida, tenían una energía inferior a 10 PeV. Este nuevo evento sobrepasa con creces esos valores, lo que sugiere que pudo haberse originado en un fenómeno más extremo o desconocido.
El análisis de la trayectoria de KM3-230213A indica que su dirección es casi horizontal, lo que refuerza la hipótesis de un origen extraterrestre. En la atmósfera terrestre también se generan neutrinos, pero estos son mucho menos energéticos y provienen de interacciones entre rayos cósmicos y partículas atmosféricas.
Tasa anual esperada de muones atmosféricos y neutrinos cósmicos en ARCA, con KM3-230213A destacado como el evento más energético detectado. Fuente: NatureUn posible origen cósmico
Los científicos aún no pueden determinar con certeza de dónde proviene este neutrino, pero han identificado algunas posibilidades. Se barajan varias hipótesis:
- Agujeros negros supermasivos en galaxias activas, que pueden acelerar partículas a energías extremas.
- Supernovas y estallidos de rayos gamma, explosiones cósmicas que generan ondas de choque capaces de producir neutrinos de alta energía.
- Neutrinos cosmogénicos, generados cuando los rayos cósmicos más energéticos chocan con la radiación de fondo del universo.
Paschal Coyle, uno de los investigadores del estudio, dice que esta detección abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y una nueva ventana de observación del universo.
Ubicación de KM3-230213A (estrella roja) con sus regiones de error y posibles fuentes candidatas marcadas según su proximidad. Fuente: Nature
Implicaciones para la astrofísica
La detección de KM3-230213A no solo establece un nuevo récord de energía, sino que también plantea interrogantes sobre la distribución y los mecanismos de aceleración de los neutrinos en el cosmos. Este evento sugiere la existencia de fuentes astrofísicas aún más poderosas de lo que se pensaba.
Los modelos actuales deben ajustarse para explicar la presencia de un neutrino de esta magnitud, lo que podría llevar a nuevas teorías sobre los procesos cósmicos extremos. Además, confirma que telescopios de neutrinos como KM3NeT son herramientas esenciales para la astronomía moderna, complementando la información obtenida por telescopios ópticos, radiotelescopios y detectores de ondas gravitacionales.
En el futuro, la ampliación de KM3NeT permitirá detectar más eventos como este, lo que ayudará a resolver el misterio de su origen y a explorar los rincones más lejanos y violentos del universo.
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Referencias
KM3NeT Collaboration. Observation of an ultra-high-energy cosmic neutrino with KM3NeT. Nature (2025). DOI:10.1038/s41586-024-08543-1
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