El fantasmal neutrino puede ayudar a detectar las partículas de materia oscura

Nos suele gustar disfrutar de un día soleado o cuando hace frío buscamos los rayos del Sol para poder calentarnos, y todo esto sucede gracias a las reacciones nucleares que se dan en el interior del Sol y que hacen que éste brillen. Para que dichas reacciones funcionen es necesario la existencia del neutrino.

Los neutrinos(en plural porque hay varias clases) son unas partículas que como su propio nombre indica carecen de carga eléctrica, por lo tanto no interaccionan con los campos electromagnéticos, es decir, que los neutrinos no “siente” las fuerzas electromagnéticas. Además, los neutrinos son tremendamente ligeros, sus masas son tan pequeñas que resultan difíciles de imaginar, esto implica que los neutrinos apenas “sienten” la fuerza de la gravedad. Estas dos características hacen que los neutrinos apenas interaccionen con la materia, los neutrinos que se producen en el interior del Sol escapan de él con facilidad y atraviesan planetas como la Tierra con mayor facilidad con la que un cuchillo atraviesa un bloque de mantequilla, de hecho, mientras estás leyendo estas líneas, millones de neutrinos que se han producido en el interior del Sol te están atravesando y tú no te estás dando ni cuenta. En cierto sentido los neutrinos son partículas fantasma.

La pregunta que nos surge es ¿si los neutrinos son tan fantasmales, cómo sabemos que existen? ¿Cómo se les detecta? La materia está hecha de átomos, la mesa, el ordenador, nosotros mismos no somos más que una complicada red de átomos, red que los neutrinos atraviesan con facilidad, pero no siempre, puede suceder que un neutrino choque con el núcleo de un átomo o con alguno de sus electrones, es algo ciertamente complicado ya que la mayor parte de los átomos no es más que espacio vacío. No obstante, si colocamos una ingente cantidad de átomos en el camino de los neutrinos, más tarde o más temprano se producirá el choque. Estos choques producen un destello de luz característico, indicándonos así, que los neutrinos existen.

Un ejemplo de detector de neutrinos es el Super-Kamiokande ubicado a 1000 metros de profundidad en la mina Mozumi, en Japón. Básicamente consiste en un enorme recipiente lleno de agua, en total caben unas 50.000 toneladas de agua. En las paredes del contenedor se ubican miles de fotomultiplicadores, que son unos detectores que permiten detectar ese destello característico del choque de los neutrinos con las distintas partes de los átomos. Los detectores de neutrinos se sitúan a grandes profundidades para asegurarse de que sólo los neutrinos sean capaces de llegar ahí, básicamente es como crear una pantalla de roca que detenga al resto de partículas que puedan estar cayendo sobre la Tierra.

Estos elusivos neutrinos pueden ser la clave para detectar la materia oscura según aparece en un breve comunicado en Science (Neutrino Spectroscopy Can Probe the Dark Matter Content in the Sun). Un grupo internacional formado por miembros del Centro Multidisciplinar de Astrofísica, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa, Portugal, del Departamento de Física, de la Universidade de Évora, también de Portugal, del Department of Physics, University de Oxford, Reino Unido y del Institut d'Astrophysique de Paris, Francia, han encontrado una forma indirecta de detectar la presencia de materia oscura. La materia oscura es un tipo de materia que sólo interacciona gravitacionalmente, por lo tanto, si existe, la materia oscura que esté en las cercanías del Sol se verá atraída por la gravedad de éste y acabará entrando en su interior, allí afectará a la estructura del Sol y afectará a los neutrinos que allí se estén formando, por lo tanto, de existir la materia oscura deberíamos ver una particular distribución en el flujo de neutrinos. Ahora es cuestión de poder realizar esas observaciones. Quien nos iba a decir que el fantasmal neutrino podría indicarnos la existencia de la extraña materia oscura.

Ismael Pérez Fernández.