Cuando los neutrinos chocan contra las moléculas de agua en los más de mil millones de toneladas de hielo que componen el detector en el Observatorio de Neutrinos IceCube en la Antártida, más de 5, 000 sensores detectan la luz de partículas subatómicas producidas por las colisiones. Pero como era de esperar, estos experimentos a gran escala no son baratos.

En un trabajo aceptado recientemente por Cartas de revisión física , un equipo internacional de físicos que trabaja en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía demostró una forma económica de expandir la búsqueda de neutrinos de IceCube.

Los investigadores dirigieron un haz de electrones desviado de la fuente de luz coherente Linac (LCLS) de SLAC hacia un gran bloque de plástico para imitar a los neutrinos que chocan con el hielo. Cuando un neutrino interactúa con el hielo, produce una cascada de partículas de alta energía que dejan un rastro de ionización a su paso. Lo mismo ocurre con las colisiones de electrones en el plástico.

Para detectar esos rastros de ionización, el equipo usó una antena para hacer rebotar ondas de radio en ellos. Esto creó ecos de radar que fueron captados por antenas adicionales. Fue la primera vez que los investigadores pudieron detectar ecos de radar de una cascada de partículas.

Estos ecos transportan información sobre neutrinos en un rango de energía que podría cerrar la brecha entre los neutrinos de menor energía que detecta IceCube y los neutrinos de mayor energía detectados por otros detectores en hielo y basados ​​en globos. Para dar seguimiento, los investigadores esperan utilizar una configuración similar para detectar neutrinos con un eco de radio en el hielo antártico. Si tiene éxito, la técnica podría eventualmente permitir a los investigadores expandir el alcance de energía de IceCube sin romper el banco.