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SCI-INNOVACIÓN

Proponen construir un gran detector de neutrinos en medio del Océano Pacífico

En el inicio era una sopa primordial de partículas que con el tiempo se fueron transformando y moldeando el Universo hasta lo que conocemos hoy en día. Los astrofísicos tienen claro que para comprender cómo surgió nuestra realidad, antes hay que comprender a las partículas. Es por esto que se invierten grandes esfuerzos en los colisionadores terrestres como el Gran Colisionador de Hadrones. Pero hasta ahora, nadie había propuesto construir un gran detector de neutrinos justo en medio del Océano Pacífico para cazar a estas escurridizas partículas.

Las partículas más escurridizas 

Los neutrinos son en sentido figurado, unas de las partículas más resbaladizas de todo el cosmos. Aunque están presentes en muchos fenómenos, como las propias explosiones solares que generan cantidades inconmensurables cantidades de estas partículas, pocas veces se les puede estudiar. Son tan etéreos que hasta hace poco los investigadores pensaban que los neutrinos no poseían masa.

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Luego se percataron de que se trataba de un error y comprendieron que simplemente tienen una naturaleza fantasmal, aunque sí que poseen masa. El problema es saber exactamente cuánta masa, pues no sólo existe un tipo de neutrinos. Los hay de varios ‘sabores’, sabemos que existen neutrinos electrónicos, muónicos y tau. Sin embargo, determinar su masa es un verdadero reto, ya que participan en distintas reacciones que los hacen intercambiar de ‘sabores’ a medida que se relacionan.

Los físicos de partículas están seguros de que conocer las masas de los tres tipos de neutrinos, así como su procedencia, ayudaría enormemente al Modelo Estándar. Sin embargo, observarlos es casi imposible a menos que se tenga un detector de neutrinos de gran potencia.

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Cazando neutrinos 

El detector de neutrinos más grande hasta ahora es el Kamiokande en Japón, que funciona a través de una tina de 50 mil toneladas de agua. Resulta que el agua pura es ideal para detectar estas partículas escurridizas, ya que cuando los billones de neutrinos provenientes del espacio llegan hasta nosotros y se encuentran con el agua, golpean las moléculas acuosas produciendo un destello de luz particular. Luego los físicos miden la dirección, el ángulo y la intensidad del destello con miles de fotoreceptores para determinar las características de las partículas.

Es por esto que se ha ideado el Experimento de Neutrinos del Océano Pacífico (P-ONE). Hasta ahora sólo es una propuesta, pero de convertirse en realidad sería el detector más grande del planeta. La idea se basa en convertir una franja masiva del Océano Pacífico en un detector de neutrinos ‘natural’. A través de 1,400 fotodetectores flotando y distribuidos en una franja de varios kilómetros de largo, se podrían captar millones de neutrinos y estudiar sus características.

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Aunque cabe destacar que el proyecto se enfrentaría a diversos desafíos. Las hebras de fotodetectores ondearían constantemente y además, el Pacífico no está compuesto precisamente de agua pura. Con sal, plancton y todo tipo de materia procedente de la vida marina, el agua podría cambiar el comportamiento de los destellos. Por ello, el detector de neutrinos tendría que calibrarse constantemente para adaptarse a estas variables.

Pese a estos desafíos, los investigadores ya planean comenzar la construcción de una versión de prueba más pequeña que la original, para probar el concepto. De resultar eficiente, podrían utilizar el Pacífico como el detector de neutrinos más grande del mundo.

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Referencias: Resconi, E. (2021). The Pacific Ocean Neutrino Experiment. Instrumentation and Methods for Astrophysics. DOI

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