{"id":95,"date":"2017-06-13T12:00:17","date_gmt":"2017-06-13T10:00:17","guid":{"rendered":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=95"},"modified":"2017-07-14T17:06:43","modified_gmt":"2017-07-14T15:06:43","slug":"neutrinos-cosmicos-una-nueva-ventana-al-universo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/06\/13\/neutrinos-cosmicos-una-nueva-ventana-al-universo\/","title":{"rendered":"Neutrinos c\u00f3smicos: una nueva ventana al Universo"},"content":{"rendered":"<p>N\u00facleos activos de galaxias, explosiones de rayos gamma, supernovas, galaxias con estallidos de formaci\u00f3n estelar. . . \u00c9stos son algunos de los entornos en los que ocurren los\u00a0fen\u00f3menos m\u00e1s violentos del Universo, mucho m\u00e1s all\u00e1 de nuestro sistema solar e incluso de\u00a0nuestra propia galaxia. As\u00ed, grandes cantidades de energ\u00eda son liberadas debido a que agujeros negros muy masivos engullen la materia circundante, o debido a la colisi\u00f3n de estrellas de neutrones, o tras la explosi\u00f3n de estrellas masivas, o bien en regiones con un alt\u00edsimo ritmo de formaci\u00f3n estelar. Son todos ellos fen\u00f3menos que tienen lugar en condiciones extremas, que nos aportan pistas sobre las leyes fundamentales de la f\u00edsica.<\/p>\n<p><!--more--><\/p>\n<p>En estos aceleradores c\u00f3smicos se producen todo tipo de part\u00edculas que viajan a velocidades muy pr\u00f3ximas a la velocidad de la luz. Entre ellas se encuentran las que conocemos como <a href=\"https:\/\/visitantes.auger.org.ar\/index.php\/los-rayos-cosmicos.html\">rayos c\u00f3smicos<\/a>, part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente, principalmente protones como los que forman los \u00e1tomos. Desde hace m\u00e1s de 100 a\u00f1os, cuando Victor Hess descubri\u00f3 una &#8220;radiaci\u00f3n de muy alta capacidad de penetraci\u00f3n en la atm\u00f3sfera&#8221;, numerosos experimentos han medido el flujo de estos rayos c\u00f3smicos, de origen a\u00fan desconocido. Sin embargo, al estar cargados, los campos magn\u00e9ticos que encuentran en su camino los desv\u00edan de su trayectoria y por lo tanto, nos privan de saber el lugar en la esfera celeste donde se originaron. Por otro lado, tambi\u00e9n se producen ingentes cantidades de fotones (radiaci\u00f3n) que se propagan hasta la Tierra en l\u00ednea recta y que nos han permitido observar el cosmos m\u00e1s all\u00e1 del espectro visible. De esta forma hemos obtenido informaci\u00f3n de incalculable valor para nuestro conocimiento del Universo. Pero los fotones procedentes de fen\u00f3menos muy alejados, cuando son muy energ\u00e9ticos, interaccionan con la radiaci\u00f3n que permea el medio interestelar y finalmente nos llegan con mucha menos energ\u00eda de la inicial, imposibilitando su observaci\u00f3n.<\/p>\n<figure id=\"attachment_100\" aria-describedby=\"caption-attachment-100\" style=\"width: 796px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-100 size-full\" src=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/cena_comp800.jpg\" alt=\"\" width=\"796\" height=\"607\" srcset=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/cena_comp800.jpg 796w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/cena_comp800-300x229.jpg 300w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/05\/cena_comp800-768x586.jpg 768w\" sizes=\"(max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-100\" class=\"wp-caption-text\">Sucesos muy energ\u00e9ticos, como los que ocurren en los n\u00facleos de algunas galaxias, deber\u00edan generar un gran n\u00famero de neutrinos. Fuente: imagen compuesta de ESO, VLA y Chandra<\/figcaption><\/figure>\n<p>Adem\u00e1s de rayos c\u00f3smicos y fotones, en estos aceleradores c\u00f3smicos tambi\u00e9n se producen unas part\u00edculas de masa muy peque\u00f1a (menor que una millon\u00e9sima de la masa del electr\u00f3n) que no est\u00e1n cargadas el\u00e9ctricamente y cuyas interacciones con el resto de part\u00edculas son muy<br \/>\nd\u00e9biles: los neutrinos. Estas part\u00edculas no solo viajan tambi\u00e9n sin desviarse de su trayectoria, sino que lo hacen pr\u00e1cticamente sin atenuaci\u00f3n, lo que nos permite observar fen\u00f3menos extremos ocurridos a millones o miles de millones de a\u00f1os luz de nosotros, y por lo tanto, en edades muy tempranas del Universo. Sin embargo, lo que por un lado es una ventaja, su d\u00e9bil interacci\u00f3n, representa una desventaja a la hora de detectarlos. Miles de millones de neutrinos pasan cada segundo por nosotros sin que nos demos cuenta. Es m\u00e1s, atraviesan la Tierra entera sin pr\u00e1cticamente verse afectados. Es por esto que se necesitan detectores gigantescos para poder observar unos pocos neutrinos, a\u00fan m\u00e1s cuando a altas energ\u00edas estos n\u00fameros se reducen dr\u00e1sticamente.<\/p>\n<p>Pero, \u00bfc\u00f3mo podemos detectar los neutrinos? Aunque muy raramente, en alguna ocasi\u00f3n un neutrino colisiona con un n\u00facleo at\u00f3mico y produce electrones, muones o tauones (estos dos \u00faltimos son part\u00edculas parecidas a los electrones pero m\u00e1s masivos), que viajan a velocidades cercanas a la de la luz en el vac\u00edo. De forma similar a cuando un avi\u00f3n de reacci\u00f3n supera la velocidad del sonido en el aire y se produce una explosi\u00f3n s\u00f3nica, cuando part\u00edculas cargadas viajan en un medio, como agua o hielo, a velocidades mayores que la de la luz en dicho medio, se produce una explosi\u00f3n lum\u00ednica en forma de radiaci\u00f3n ultravioleta, la conocida como <a href=\"https:\/\/es.wikipedia.org\/wiki\/Radiaci%C3%B3n_de_Cherenkov\">radiaci\u00f3n de Cherenkov<\/a>. As\u00ed pues, se trata de construir inmensos detectores capaces de registrar dicha radiaci\u00f3n producida por las part\u00edculas generadas tras la colisi\u00f3n de un neutrino con un n\u00facleo at\u00f3mico.<\/p>\n<p>Este es precisamente el objetivo del observatorio de neutrinos IceCube, completado a finales de 2010 y situado muy cerca de la estaci\u00f3n Amundsen en la Ant\u00e1rtida en el Polo Sur, donde se puede disponer de grandes cantidades de hielo puro. Para ello, en un trabajo de<br \/>\nalt\u00edsima precisi\u00f3n, se ha perforado el hielo y se han colocado m\u00e1s de cinco mil detectores de luz del tama\u00f1o de un bal\u00f3n de playa a una profundidad de m\u00e1s de un kil\u00f3metro y cubriendo un volumen de un kil\u00f3metro c\u00fabico. As\u00ed, la radiaci\u00f3n de Cherenkov que reciben estos detectores permite obtener informaci\u00f3n sobre la direcci\u00f3n y la energ\u00eda de los neutrinos.<\/p>\n<p>Sin embargo, no solo los neutrinos procedentes de aceleradores astrof\u00edsicos pueden producir una se\u00f1al en IceCube. Tambi\u00e9n los neutrinos y los muones producidos por la colisi\u00f3n de los rayos c\u00f3smicos con los n\u00facleos de la atm\u00f3sfera son capaces de penetrar en el detector y dar lugar a radiaci\u00f3n de Cherenkov. En IceCube se producen unos diez mil sucesos por segundo, de los cuales solo uno cada minuto es debido a la colisi\u00f3n de un neutrino con un n\u00facleo de agua. Y de \u00e9stos, solo un suceso cada mes podemos identificarlo como de origen astrof\u00edsico. Por lo tanto, era preciso dise\u00f1ar m\u00e9todos que permitieran discriminar, por un lado, neutrinos de muones en una proporci\u00f3n de uno en un mill\u00f3n, y por otro, neutrinos astrof\u00edsicos de neutrinos atmosf\u00e9ricos en una proporci\u00f3n de uno en diez mil. Se trataba, pues, de&#8230; \u00a1buscar una aguja en un pajar!<\/p>\n<p>Y la aguja se encontr\u00f3. En 2012 IceCube anunci\u00f3 la observaci\u00f3n de los primeros dos neutrinos de muy alta energ\u00eda producidos m\u00e1s all\u00e1 del sistema solar, a los que han seguido varias decenas m\u00e1s en los \u00faltimos a\u00f1os. No obstante, la observaci\u00f3n de neutrinos astrof\u00edsicos<br \/>\nno estaba garantizada a priori y diferentes modelos te\u00f3ricos obten\u00edan predicciones diferentes. Esta observaci\u00f3n, de importancia crucial, constituye el mayor logro de IceCube hasta la fecha y marca el comienzo de la astronom\u00eda de neutrinos, una nueva era en la f\u00edsica de astropart\u00edculas. A partir de ahora podemos mirar el Universo a trav\u00e9s de una nueva ventana.<\/p>\n<p>Pero, una vez sabemos cu\u00e1l es el flujo de neutrinos astrof\u00edsicos, a\u00fan faltan por responder la gran mayor\u00eda de las preguntas al respecto: \u00bfcu\u00e1l es el origen de estos neutrinos? \u00bfSon producidos en nuestra galaxia o m\u00e1s all\u00e1? \u00bfPodemos identificarlos con fuentes astrof\u00edsicas conocidas? \u00bfHay alguna componente ex\u00f3tica que no esper\u00e1bamos? \u00bfC\u00f3mo podemos usar las caracter\u00edsticas que diferencian a los neutrinos de otros mensajeros c\u00f3smicos? \u00bfSon todas las observaciones compatibles entre s\u00ed? \u00bfQu\u00e9 podemos aprender sobre las propiedades fundamentales de los neutrinos mismos?. . . Todas estas cuestiones intentaremos resolverlas con IceCube y en el futuro, con observatorios de neutrinos a\u00fan m\u00e1s grandes, como IceCube Gen2 y <a href=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/01\/19\/telescopios-submarinos-de-neutrinos-antares-y-km3net\/\">KM3NeT<\/a>, en el Mediterr\u00e1neo. De modo que este descubrimiento es solo el principio de esta historia, que ha comenzado bajo el hielo de la Ant\u00e1rtida, uno de los lugares m\u00e1s remotos de nuestro planeta, y que nos permitir\u00e1 conocer mejor los fen\u00f3menos m\u00e1s violentos ocurridos en los confines del cosmos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>En este blog ya conocemos a los neutrinos, esas misteriosas part\u00edculas de las que todav\u00eda nos queda mucho por descubrir. En esta entrada seguimos hablando de ellos, profundizando en la forma en que estas interesantes part\u00edculas pueden darnos una pista sobre lo que sucede en los eventos m\u00e1s violentos del universo.<\/p>\n","protected":false},"author":47,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8,6],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/47"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=95"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":106,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/95\/revisions\/106"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=95"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=95"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=95"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}