- Detectan el neutrino cósmico más potente hasta la fecha
El Comité del Nobel de la Real Academia de Ciencias de Suecia ha concedido el Premio Nobel de Física a Francis Halzen, impulsor de la idea de usar el hielo del Polo Sur para detectar unas partículas particularmente esquivas y conocidas como neutrinos, por el descubrimiento de los neutrinos astrofísicos de muy alta energía. Sus investigaciones pioneras han abierto la puerta al desarrollo de la astrofísica de partículas y una nueva ventana al cosmos.
El Instituto Karolinska reconoce a Francis Halzen por el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico y por sus “contribuciones decisivas” para desarrollar el Observatorio de Neutrinos IceCube: un kilómetro cúbico de hielo equipado con sensores de luz con el que la comunidad científica puede captar neutrinos procedentes de procesos de altísima energía en el universo lejano, sentando las bases de un tipo totalmente nuevo de astronomía.
David Alonso-González, investigador en el Instituto de Física Teórica UAM-CSIC y en el departamento de Física Teórica de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), explica que el Nobel a Halzen es un reconocimiento a la importancia que ha adquirido en las últimas décadas la astrofísica de partículas y, en particular, la astrofísica de neutrinos.
"Los neutrinos son partículas extraordinariamente difíciles de detectar, debido a sus débiles interacciones con la materia ordinaria, pero precisamente por eso pueden atravesar enormes distancias sin ser absorbidos o desviados, actuando como ‘mensajeros’ que nos permiten observar fenómenos astrofísicos que no pueden ser estudiados de la misma manera con la luz.
"IceCube, el experimento cuyo desarrollo fue impulsado por Halzen, ha logrado identificar neutrinos de muy alta energía, incluso del orden de PeV (cientos de veces más energéticos que las partículas que producimos en colisionadores como el LHC en el CERN) y ha conseguido asociar algunos de estos neutrinos con fuentes astrofísicas concretas, como galaxias activas, abriendo una nueva ventana para estudiar los aceleradores de partículas naturales más extremos del universo", continúa este experto en SMC España.
"El premio reconoce así no solo un descubrimiento concreto, sino también una dirección que será cada vez más importante para el futuro de la física de partículas: estudiar la física fundamental no solo en los aceleradores terrestres, sino también a través de la detección de las partículas mensajeras que nos llegan desde el universo profundo”.
Juan José Gómez Cadenas, profesor Ikerbasque de Física en el Donostia International Physics Center (DIPC), añde que "IceCube, el gran detector enterrado bajo el hielo de la Antártida, ha descubierto señales de neutrinos galácticos y extragalácticos abriendo un nuevo campo de la ciencia, el de la astronomía de neutrinos.
“El profesor Halzen, con quien hemos estado hace apenas dos semanas, no solo propuso la idea de utilizar el hielo antártico como medio natural para detectar neutrinos, sino que persiguió esta idea con una extraordinaria determinación, incluso cuando no estaba claro que un volumen de un kilómetro cúbico fuese suficiente para detectar los débiles flujos de neutrinos a esas energías", agrega Juan José Hernández Rey, profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de Valencia (Universitat de València-CSIC), coinvestigador principal del equipo de investigación de KM3NeT en el IFIC y colíder del Grupo VEGA del IFIC.
"La ‘ventana’ al universo de los neutrinos astrofísicos de muy alta energía se ha ido abriendo de manera gradual: primero, con la detección de neutrinos procedentes de todas las direcciones, sin que fuese posible identificar sus fuentes; después, con la identificación de una señal transitoria procedente de una galaxia activa; más tarde, con la de una señal continua procedente de una galaxia cercana; y, finalmente, con la identificación de neutrinos procedentes de nuestra propia galaxia".
"Es, por tanto, una recompensa al liderazgo del profesor Halzen y a su determinación para superar una incontable sucesión de dificultades y hacer realidad la idea que él mismo había concebido. Es también un reconocimiento a la colaboración IceCube y a sus extraordinarios logros científicos, técnicos y logísticos y, finalmente, un espaldarazo a todo un campo: la astrofísica de neutrinos de muy alta energía", motivo por el que le han concedido el galardón.
"La idea de que los neutrinos de muy alta energía producidos en fenómenos extremadamente energéticos del universo podían observarse utilizando grandes volúmenes naturales de agua se remonta a 1960. Sin embargo, la propuesta de utilizar el hielo antártico como medio de detección fue formulada por Halzen y un colaborador en 1988. El profesor Halzen no se limitó a proponer la idea, sino que, con un extraordinario liderazgo y una gran perseverancia, trabajó durante más de dos décadas para hacerla realidad. En 2011, tras siete años de construcción, comenzó a funcionar IceCube (‘el cubo de hielo’), un detector que ocupa más de un kilómetro cúbico de hielo a más de 1.500 metros de profundidad bajo la superficie de la Antártida", prosigue Hernández Rey.
"Dos años después, en 2013, IceCube realizó el primer descubrimiento de neutrinos de muy alta energía procedentes de fuentes astrofísicas situadas más allá de nuestra galaxia, aunque todavía no era posible identificar su procedencia. En 2018, se identificó por primera vez una fuente concreta: un blázar, una galaxia activa cuyo potente chorro de partículas apunta aproximadamente en dirección a la Tierra. En 2022, IceCube obtuvo evidencias de una emisión continua de neutrinos procedente de la galaxia espiral M77 (NGC 1068). Y un año después, en 2023, se confirmó que nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, también es una fuente de neutrinos de muy alta energía”.
"Es un reconocimiento a esa idea un poco loca de construir un gran telescopio en el Polo Sur", apunta Carlos Pobes, investigador titular en el Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA, CSIC – Universidad de Zaragoza), que en 2011 fue el primer español seleccionado para pasar el invierno en el telescopio IceCube.
"Él mismo, cuando hoy lo han llamado, ha reconocido que no esperaba que la gente lo apoyase. Fue un visionario con un proyecto de ciencia básica muy especial. Imagina todo el trabajo que supone trabajar allí en aquellas condiciones, perforar el hielo 2 kilómetros y medio. Tuvo la visión y también la suerte de que funcionase, que tan solo dos años después de terminar la construcción tuviesen ya unos primeros indicios y que en estos diez años que han pasado, hayan podido confirmar los resultados de esa detección de neutrinos de origen astrofísico, además de todo el abanico que se está abriendo, los nuevos ojos que tenemos".
"Ya hay una ampliación aprobada que se ha estado construyendo en esta última campaña, y además hay una propuesta de ampliar y mejorar la parte central para poder detectar más neutrinos y recabar más datos que todavía no está aprobada; de modo que Halzen espera que esto pueda dar un impulso a que se apruebe esa ampliación”.
"Hoy es un día de celebración para toda la comunidad de física de neutrinos, pues este premio es también un reconocimiento a la importancia de continuar estudiando estas partículas. Todo lo que aún nos queda por descubrir de ellas nos permitirá seguir avanzando en nuestro empeño por desentrañar los grandes misterios del universo", añade España Patricia Sánchez-Lucas, investigadora del departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada.
Juan de Dios Zornoza, investigador en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y de la Universitat de València (UV), coordinador de los grupos españoles en KM3Net (Cubic Kilometre Neutrino Telescope), también revela el alcance del premio para las astropartículas en general y para la astronomía de neutrinos en particular.
"Halzen fue decisivo para que se construyera Amanda, el primer detector de este tipo que se hizo en el Polo Sur, y que fue el predecesor de IceCube, que es el experimento grande de neutrinos que hay ahora, también en el Polo Sur. Y ha sido también clave para impulsar los proyectos en los que estamos trabajando en Europa, primero Antares, que estuvo funcionando varios años en el mar Mediterráneo y mostró la viabilidad de este tipo de proyectos en el fondo del mar; y después, KM3Net (Cubic Kilometre Neutrino Telescope), el que estamos construyendo ahora en el mar Mediterráneo, y que, aun estando en fase de construcción, hace poco se ha hecho muy famoso por detectar el superneutrino de mayor energía que se haya visto nunca, que fue portada de Nature".
"Pone de manifiesto la importancia de los neutrinos, tanto como partículas fundamentales como mensajeros de los fenómenos más violentos en el universo. Los neutrinos siguen sorprendiéndonos y todavía queda mucho por entender de ellos. Sin duda, los próximos experimentos de neutrinos en construcción, como el experimento DUNE, nos ayudarán a desvelar muchas de estas incógnitas", añade Inés Gil Botella, investigadora Principal del Grupo de Neutrinos e investigadora del departamento de Investigación Básica, de la división de Física Experimental de Altas Energías del CIEMAT.
“Es el broche de oro a una trayectoria brillante, ya respaldada por múltiples galardones, pero, sobre todo, un reconocimiento al tesón y la determinación que, al estilo de los exploradores del pasado, llevó la física de partículas a los confines de nuestro planeta, abriendo con ello una nueva ventana al cosmos”.
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