Entre las piezas que nos faltan por encajar del gran puzzle del Universo, destacan aquellas relacionadas con los eventos que suceden de manera violenta y con elevada energía. Entre otros, podemos citar los agujeros negros y las explosiones de estrellas. Pero seguro que en los confines del cosmos, más allá del Sistema Solar, y mucho más lejos de nuestra galaxia, se esconden fenómenos tan misteriosos como distantes.

Para saber más acerca de estos eventos, necesitábamos añadir una nueva pieza al puzzle: la de los neutrinos cósmicos. Hoy científicos del detector IceCube, situado en la Antártida, han confirmado la existencia de unas partículas también descritas como "fantasma" por lo difícil que resulta determinarlas y estudiarlas. Hasta hace unos años, los investigadores creían que estas partículas no poseían ni masa ni carga eléctrica, lo que aumentaba las sospechas sobre ese halo fantasmagórico del que parecían estar recubiertas.

Las partículas "fantasma"

Sin embargo, el gran problema en la detección de neutrinos cósmicos no residía en su ausencia de carga eléctrica o en la ínfima masa que presentan estas partículas -aunque desconocida todavía, se cree que podría rondar la millmillonésima parte de la masa de un átomo de hidrógeno-. El estudio de los neutrinos cósmicos era todo un reto para la física, ya que suponía cambiar para siempre los métodos convencionales con los que habíamos observado el cosmos.Los neutrinos proceden de aceleradores de partículas naturales como agujeros negros o explosiones estelares

Como explican desde el Centro Nacional de Física de Partículas, nuestra forma de estudiar el Universo se había basado en la luz (fotones) y en los rayos cósmicos. Gracias a ambas "fuentes", que destacan por su fácil interacción y detección, hemos conseguido entender el mundo que nos rodea. Pero no es suficiente: queremos saber más del cosmos y de los misterios que hay en sus confines. Para lograrlo, la ciencia debía recurrir a los neutrinos cósmicos, unas partículas de altas energías muy abundantes que nos abrían una nueva ventana al Universo.

Su abundancia no significaba que fueran partículas fáciles de estudiar. Y esto es lo que hace que el descubrimiento de IceCube sea tan extraordinario: la bajísima interacción de los neutrinos cósmicos provocaba que su detección fuera realmente difícil. En 2013, los investigadores de esta infraestructura situada en la Antártida mostraron las primeras evidencias sobre los neutrinos cósmicos. La publicación de su trabajo en la revista Physical Review Letters confirma que aquellas pistas no eran erróneas.

Hace dos años, IceCube dio a conocer el registro de 28 eventos de partículas muy energéticas que se corresponderían con neutrinos procedentes de aceleradores cósmicos. Entre estos aceleradores, los científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison destacan algunos fenómenos tan energéticos como misteriosos para la ciencia. Agujeros negros, núcleos energéticos de las galaxias o explosiones estelares son sólo algunos eventos que podrían ser comprendidos gracias a esta nueva ventana al conocimiento llamada neutrinos cósmicos. Hoy los científicos del proyecto IceCube han confirmado la detección de 21 muones de ultra-alta energía, partículas secundarias que se crean en las raras ocasiones en las que los neutrinos interaccionan con otras partículas. Como señaló Francis Halzen, "ésta es la confirmación más cercana de la existencia de neutrinos cósmicos que podríamos conseguir utilizando un único instrumento".El hallazgo de los neutrinos cósmicos abre una nueva ventana para estudiar el cosmos

Además de su compleja detección, estas partículas se caracterizan por contener información que ha permanecido inmutable mientras viajaban por el Universo. Tras originarse en algunos de los eventos más potentes que conocemos, los neutrinos cósmicos se aceleraron a niveles energéticos un millón de veces superiores a los observados en el túnel del LHC del CERN de Ginebra. Los datos que guardan, por tanto, son clave para entender cómo funcionan esta suerte de aceleradores de partículas naturales.

Para añadir todavía más dificultades a la investigación, el detector IceCube es capaz de "capturar" más de 100.000 neutrinos cada año. Pero no todos interesan por igual. Muchos de ellos son neutrinos muónicos, generados cuando los rayos cósmicos chocan contra la atmósfera terrestre. Sólo una docena de estos neutrinos eran los más importantes para los científicos de la base de la Antártida, pues son los que se forman en los confines del Universo y los que abrirán una nueva era en la física de partículas. Una era que ha comenzado bajo el hielo, con la captura de las partículas fantasma que nos enseñarán un poco mejor cómo es el cosmos.