Uno de los mayores misterios de la astrofísica en estos días es una pequeña partícula subatómica llamada neutrino, tan pequeño que atraviesa la materia:la atmósfera, nuestros cuerpos, la misma Tierra, sin detección.

Los físicos de todo el mundo llevan décadas intentando detectar neutrinos, que bombardean constantemente nuestro planeta y que son más ligeras que cualquier otra partícula subatómica conocida. Los científicos esperan que al capturar neutrinos, pueden estudiarlos y, Ojalá, comprender de dónde vienen y qué hacen.

Pero los intentos existentes suelen ser costosos, y perder toda una clase de neutrinos de alta energía de algunos de los confines más lejanos del espacio.

Un nuevo estudio publicado hoy en la revista Cartas de revisión física muestra, por primera vez, un experimento que podría detectar esa clase de neutrinos usando ecos de radar.

"Estos neutrinos son partículas fundamentales que no entendemos, "dijo Steven Prohira, autor principal del estudio e investigador del Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio. "Y los neutrinos de energía ultra alta pueden informarnos sobre grandes partes del universo a las que realmente no podemos acceder de ninguna otra manera. Necesitamos descubrir cómo estudiarlas, y eso es lo que intenta hacer este experimento ".

El estudio se basa en un fenómeno conocido como cascada. Los científicos creen que los neutrinos se mueven a través de la Tierra casi a la velocidad de la luz; miles de millones de ellos pasan a través de usted ahora. mientras lees esto.

Los neutrinos de mayor energía tienen más probabilidades de colisionar con los átomos. Esas colisiones provocan una cascada de partículas cargadas, "como un aerosol gigante, ", Dijo Prohira. Y las cascadas son importantes:si los investigadores pueden detectar la cascada, pueden detectar un neutrino. Los neutrinos de energía ultra alta son tan raros que los científicos hasta ahora no han podido detectarlos.

Los científicos han descubierto que los mejores lugares para detectar neutrinos se encuentran en grandes capas de hielo remoto:los experimentos de neutrinos de mayor duración y éxito se encuentran en la Antártida. Pero esos experimentos hasta ahora no han podido detectar neutrinos con energías más altas.

Ahí es donde entra la investigación de Prohira:su equipo mostró, en un laboratorio, que es posible detectar la cascada que ocurre cuando un neutrino golpea un átomo al hacer rebotar ondas de radio en el rastro de partículas cargadas que deja la cascada.

Para este estudio, Fueron al Laboratorio Nacional Acelerador SLAC en California, establecer un objetivo de plástico de 4 metros de largo para simular el hielo en la Antártida, y explotó el objetivo con mil millones de electrones empaquetados en un pequeño grupo para simular neutrinos. (La energía total de ese grupo de electrones, Prohira dijo:es similar a la energía total de un neutrino de alta energía). Luego, transmitieron ondas de radio al objetivo plástico para ver si las ondas detectarían una cascada. Lo hicieron.

Prohira dijo que el siguiente paso es llevar el experimento a la Antártida, para ver si puede detectar neutrinos en un gran volumen de hielo remoto allí.

Las ondas de radio son la tecnología conocida más barata para detectar neutrinos, él dijo, "que es parte de por qué esto es tan emocionante". Las ondas de radio se han utilizado en la búsqueda de neutrinos de mayor energía durante unos 20 años. Prohira dijo. Esta técnica de radar podría ser una herramienta más en la caja de herramientas de ondas de radio para los científicos que esperan estudiar neutrinos de energía ultra alta.

Y tener una mayor comprensión de los neutrinos podría ayudarnos a comprender más sobre nuestra galaxia y el resto del universo.

"Los neutrinos son las únicas partículas conocidas que viajan en línea recta, atraviesan las cosas, ", dijo." No hay otras partículas que hagan eso:la luz se bloquea. Otras partículas cargadas se desvían en campos magnéticos ".

Cuando se crea un neutrino en algún lugar del universo, viaja en línea recta, inalterado.

"Apunta directamente a lo que lo produjo, Prohira dijo. es una forma de que podamos identificar y aprender más sobre estos procesos extremadamente energéticos en el universo ".