lunes, 21 de septiembre de 2015

Neutrinos: una ventana al pasado de los agujeros negros.

En los últimos años se ha hablado bastante de un tipo de partícula subatómica poco conocida, el neutrino. Como su nombre dice estas partículas son "pequeños neutrones", tal como los describió Enrico Fermi, Premio Nobel de Física en 1938 por su trabajo en radioactividad inducida.

Recreación de un agujero negro.
Los neutrinos son partículas subatómicas sin carga, como su "padre", y de spin 1/2. ¿Y qué quiere decir esto de spin 1/2? El spin o momento angular intrínseco (vamos a dejar esto a parte, no tenemos que complicar las cosas) es una propiedad de la materia de valor fijo, como la masa o la carga eléctrica. En el mundo cuántico los spins 1/2 son aquellos que ejercen fuerzas, por ejemplo los gravitones, responsables de la gravedad. Anteriormente se pensaba que los neutrinos no tenían masa, pero a día de hoy se sabe que es casi mínima y de difícil medición.

Los neutrinos están alrededor nuestro, nos atraviesan cada día y apenas los notamos. ¿Por qué? Esto se debe a su pequeña masa, que le da la capacidad de atravesar los átomos y apenas interactuar con ellos. Para su estudio es necesario construir grandes detectores de neutrinos a enormes profundidades, donde los rayos cósmicos, que llegan a la Tierra todos los días, no interfieran en el funcionamiento del aparato.


Y es aquí cuando entramos en materia. La noticia que hoy comentamos es la utilización de neutrinos para detectar agujeros negros. Los agujeros negros, como ya hemos dicho en otras entradas, son pequeñas pero intensas perturbaciones en el espacio-tiempo producidas por el colapso de una estrella masiva. Cuando una estrella, ocho veces mayor que el Sol, se colapsa, normalmente se produce una gran explosión (supernova) y luego se transforma en una estrella de neutrones o enana blanca, pero si algo falla en la ecuación, se forma un agujero negro. Antes de que la estrella llegue al final de su vida, los electrones y protones del astro colisionan caóticamente para formar neutrones, expulsando grandes chorros de energía en forma de neutrinos.

Es este momento el que los científicos quieren aprovechar para asistir indirectamente al nacimiento de un agujero negro. Actualmente existen varios detectores de neutrinos: algunos en la Antártida, Argentina o Japón, y otros en construcción. El nombre de uno de ellos será DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) y constará de dos tanques de argón líquido y un acelerador de partículas. Normalmente, el detector captará los neutrinos originados por el acelerador, pero también será capaz de detectar supernovas y agujeros negros.

¿Y cómo diferenciar los neutrinos espaciales de los "terrestres"? Cuando se produzca un fenómeno de este tipo, el detector ten
que captar un gran flujo de neutrinos seguido por un cese, momento en el que nace el agujero negro y absorbe todas las partículas de su alrededor.

Por ahora el DUNE no tiene hogar, pero si fecha de inauguración. Si las pruebas del prototipo del detector del CERN tienen éxito en 2018, el nuevo detector de neutrinos estará listo para la caza de jóvenes agujeros negros y supernovas en 2021.