Comprueban el impacto de un neutrino contra la Tierra con un caudal energético nunca antes detectado

En febrero de 2023, un detector situado en las profundidades del mar Mediterráneo captó una señal que parecía indicar un neutrino con una energía récord de 220 petaelectronvoltios (PeV). Ahora, un análisis exhaustivo de todos los datos no solo respalda las conclusiones en torno a que la señal fue causada por un neutrino de un caudal energético nunca antes visto, sino que aumenta el misterio sobre su origen en el cosmos.

La señal captada por los fotodetectores sumergidos del experimento KM3NeT en 2023 fue efectivamente un neutrino de energía ultrarrápida que impactó sobre nuestro planeta, con un caudal energético nunca apreciado previamente. Así lo ha verificado un estudio publicado en la revista Physical Review X, desarrollado precisamente por los científicos de la Colaboración KM3NeT.

Demasiada energía

La energía captada desde el mar Mediterráneo llegó a los 220 petaelectrónvoltios (PeV), un salto enorme respecto al registro previo más elevado, que se ubicaba en los 10 PeV. Tras una revisión exhaustiva de los datos, la colaboración ha confirmado que el evento no fue un fallo instrumental, sino la huella real de una partícula que atravesó la Tierra con una energía única, según informa Science Alert.

Los neutrinos, partículas casi sin masa y sin carga eléctrica, son famosos por su capacidad de sobrepasar la materia sin apenas interactuar: billones de ellos nos atraviesan cada segundo sin dejar rastro. Solo cuando colisionan con otro núcleo generan una cascada secundaria (muón), que emite un débil destello de luz detectado por los telescopios de neutrinos.

En el caso del evento en cuestión, denominado KM3-230213A, el patrón lumínico reconstruido encaja con lo esperado de un muón relativista, un dato que llevó a los investigadores a concluir que el origen más probable de la señal fue la interacción de un neutrino en las proximidades del detector.

Desde más allá de nuestra galaxia

El instrumento KM3NeT está instalado a más de 3.400 metros bajo la superficie del mar, en condiciones de oscuridad total que facilitan la detección de estos destellos efímeros o partículas "fantasma". Pese a que otros observatorios de larga trayectoria, como IceCube en la Antártida o el observatorio Pierre Auger, no habían registrado previamente eventos de energía similar, los autores del estudio estiman que la observación única por KM3NeT no contradice los datos existentes: la probabilidad de que un solo detector registre el primer evento ultraenergético es pequeña pero plausible, y este parece haber sido el caso.

Ahora, la comprobación del evento KM3-230213A plantea preguntas de mayor profundidad: ¿es este neutrino parte de un componente nuevo de neutrinos ultraenergéticos, o es un ejemplar extremo dentro de la población ya conocida? Los científicos piensan en varias fuentes potenciales: interacciones de rayos cósmicos con el fondo cósmico de microondas, emisiones desde núcleos galácticos activos o ráfagas de rayos gamma asociadas a estrellas en plena explosión.

Sin embargo, el equipo considera altamente improbable un origen dentro de la Vía Láctea, situando la esfera de búsqueda más allá de nuestra galaxia. Los investigadores ya trabajan en afinar la trayectoria del neutrino, con la esperanza de identificar una fuente puntual que explique la llegada de esta exótica partícula desde el Universo profundo.