El neutrino es quizás la partícula elemental más misteriosa: postulada teóricamente en 1930 como partícula «fantasma» que acompañaba al electrón en la radiactividad beta, no fue confirmada experimentalmente hasta 1956 usando un reactor nuclear y registrando un puñado de los billones de neutrinos recibidos por segundo en cada centímetro cuadrado del detector.
Soportamos una lluvia similar de neutrinos provenientes del Sol que nos bombardea, atravesando nuestros cuerpos y la Tierra entera sin apenas ser absorbida, pues su interacción con la materia es mínima. El neutrino no tiene carga eléctrica y su masa es casi cero, la más pequeña con mucho de entre todas las partículas fundamentales de la materia. Su detección inicial, la observación de neutrinos cósmicos (provenientes del Sol y de una supernova cercana a nuestra galaxia) y el descubrimiento mediante el fenómeno de las oscilaciones de neutrinos de que su minúscula masa es diferente de cero, valieron tres premios Nobel en 1995, 2002 y 2015, respectivamente.
En 2026, la detección de neutrinos astrofísicos de muy alta energía, originados en fuentes cósmicas lejanas, obtiene un nuevo premio Nobel, otorgado en esta ocasión a Francis Halzen, impulsor y alma del mayor observatorio de neutrinos cósmicos del mundo: el experimento IceCube, situado en el pleno polo Sur. Entre 2 y 3 km de profundidad bajo el hielo antártico se extiende una red de detectores que cubre una extensión de más de 1 kilómetro cuadrado y que, en 2013, consiguió identificar entre los escasos fogonazos de luz por ellos registrados, los producidos por neutrinos de una energía enorme, provenientes de las profundidades del cosmos, que, tras atravesarlo, llegaron a la Tierra y sufrieron una interacción, muy poco probable, pero no imposible.
Estos neutrinos astrofísicos son auténticos mensajeros del cosmos más salvaje, complementando la información que otros mensajeros nos entregan de forma incompleta: los fotones, limitados en energía pues aquellos más energéticos son absorbidos antes de llegar a la Tierra, y los rayos cósmicos, protones y otros núcleos atómicos que son desviados por campos magnéticos en su viaje a través del Universo, perdiendo la información direccional de su fuente. Estos mensajeros cósmicos poseen propiedades complementarias, y la astronomía multimensajero, esto es, la observación de sucesos astrofísicos a través de más de un tipo de ellos, todavía difícil, promete revolucionar la astrofísica como lo hizo en el siglo pasado la observación astronómica en distintas longitudes de onda de la luz, como radio o rayos X.
Las propiedades singulares del neutrino lo hacen además extremadamente sensible a fenómenos de nueva física, que puede así explorarse estudiando estos neutrinos cósmicos, que alcanzan energías miles de veces superior a la de los que podemos producir en la Tierra. En particular, como se explica en esta referencia, el uso de neutrinos astrofísicos de muy alta energía como ventana a física más allá de relatividad especial es una de las líneas de investigación en las que trabaja el grupo de fenomenología de gravedad cuántica (QuGraPheno) del Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA), uno de cuyos miembros (José Luis Cortés) trabajó precisamente con Francis Halzen en la Universidad de Wisconsin cuando este aún no había iniciado su viaje hacia la creación del observatorio IceCube.
¡Enhorabuena a Francis Halzen y a la física de astropartículas de muy alta energía!
