Los científicos siguen tratando de descifrar algunos de los mayores misterios del universo, y uno de los más intrigantes surgió en 2023, cuando, gracias a un detector submarino situado frente a la costa de Sicilia, se detectó una extraña partícula en el fondo del mar Mediterráneo. Se trata de un neutrino, una partícula subatómica que puede atravesar planetas enteros sin interactuar prácticamente con nada. Sin embargo, este neutrino sorprendió a los investigadores porque tenía una carga de energía gigantesca, muy superior a la de cualquier otro observado anteriormente.
A partir de ese momento, cientos de investigadores de distintas instituciones comenzaron a analizar el fenómeno con el objetivo de descubrir de dónde había llegado. Los resultados se publican en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, muestran que su origen se encuentra en galaxias con agujeros negros gigantes que lanzan chorros de energía en dirección a la Tierra.
El misterio de una partícula cargada de energía
«Los neutrinos son una de las partículas elementales más misteriosas. No tienen carga eléctrica, casi no tienen masa e interactúan débilmente con la materia. Son mensajeros cósmicos especiales, que nos proporcionan información única sobre los mecanismos involucrados en los fenómenos más energéticos y nos permiten explorar los confines más lejanos del universo», explica Rosa Coniglione, portavoz adjunta de KM3NeT en el momento de la detección e investigadora en el Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN) de Italia.
Esto indicaría que el universo es capaz de generar partículas mucho más energéticas de lo que se pensaba, además de ofrecer pistas sobre algunos de los fenómenos más extremos del cosmos. También permitiría explorar lo invisible, ya que los neutrinos casi no interactúan con la materia y proporcionan información distinta a la que aportan la luz o los rayos X.
«Modelamos una población realista de blazares y descubrimos que podrían explicar el origen de este evento sin contradecir lo que sabemos sobre los rayos gamma en el universo. Con el detector completo, podremos abrir una nueva ventana al universo de ultraalta energía», explica Meriem Bendahman, investigadora del INFN de Nápoles investigadora, integrante de la colaboración KM3NeTy coautora del estudio.
Detector KM3NeT
El KM3NeT es una gigantesca infraestructura distribuida en dos detectores ARCA y ORCA, a profundidades de 3.450 y 2.450 metros, cerca de Sicilia (Italia) y Provenza (Francia).
El 13 de febrero de 2023, el detector ARCA del telescopio submarino de neutrinos KM3NeT detectó un extraordinario evento asociado a un neutrino de una energía estimada en unos 220 PeV (220.000 billones de electronvoltios, mucho mayor que las partículas que produce el LHC del CERN). Este evento, llamado KM3-230213A, es el neutrino más energético jamás observado hasta la fecha, y proporciona la primera evidencia de que neutrinos de energías tan altas se producen en el Universo, explica el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.
«KM3NeT ha comenzado a explorar un rango de energía y sensibilidad donde los neutrinos detectados pueden ser producidos en fenómenos astrofísicos extremos. Esta primera detección de un neutrino de cientos de PeV abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y una nueva ventana de observación del universo», comenta Paschal Coyle, portavoz de KM3NeT en el momento de la detección e investigador del Centro de Física de Partículas IN2P3/CNRS de Marsella (Francia).
Este neutrino de energía extremadamente alta podría proceder de un poderoso acelerador natural en el cosmos. Otra posibilidad es que se trate de la primera detección de un neutrino cosmogénico. Sin embargo, los científicos advierten que, a partir de un único evento, resulta complicado determinar con certeza su origen. Las investigaciones futuras se enfocarán en captar más partículas de este tipo para obtener una visión integral del fenómeno. La ampliación continua de KM3NeT, con nuevas unidades de detección y la recopilación de más datos, aumentará su sensibilidad y su capacidad para rastrear fuentes cósmicas de neutrinos, consolidando esta infraestructura como un referente clave en la astronomía.
Este hallazgo «abre un nuevo capítulo en la astronomía de neutrinos y una nueva ventana de observación al universo», a través de la cual «nunca se sabe lo que se va a encontrar», declaró en una rueda de prensa virtual el portavoz de KM3NeT, Paschal Coyle, del Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia.
