Un telescopi submarí al Mediterrani detecta el neutrí còsmic amb més energia mai captat
La "partícula fantasma" detectada pel telescopi KM3NeT demostra que els neutrins poden acumular grans quantitats d'energia i obre la porta a conèixer més a fons els esdeveniments més colossals de l'univers
El fons del Mediterrani ha estat l'escenari d'una troballa científica excepcional: un potent telescopi submergit ha detectat el neutrí còsmic de més energia mai captat, 30 vegades més que qualsevol altre registrat a la Terra.
La descoberta s'ha publicat aquest dimecres a la revista Nature i evidencia que els neutrins d'energies tan altes es produeixen a l'espai exterior.
Tot i que el seu origen encara és una incògnita, el més probable és que provingui de fora de la nostra galàxia, tal com han assegurat els responsables de l'observació.
L'esdeveniment, que es va produir el 13 de febrer del 2023, ha estat batejat com a KM3-230213A i podria donar respostes a preguntes sobre els esdeveniments més colossals de l'univers.
Va ser identificat com un muó, una partícula elemental emparentada amb un electró que va travessar tot el detector produint senyal en més d'un terç dels sensors.
Nature research paper: Observation of an ultra-high-energy cosmic neutrino with KM3NeThttps://t.co/h3ReQIPTiw
nature (@Nature) February 12, 2025
L'energia detectada d'aquest muó va ser d'uns 120 petaelectrovoltis (PeV), de manera que els autors dedueixen que el neutrí que el va generar va arribar als 220 PeV. Un PeV equival a un quatrilió d'electrovolts.
"És com l'energia d'una pilota de ping-pong llançada des d'un mentre d'alçada, però concentrada en una sola partícula elemental", explicava en roda de premsa Aart Heijboer, professor de l'Institut neerlandès de física subatòmica i membre de KM3NeT, el telescopi responsable de la detecció.
Segons Paschal Coyle, director de recerca CNRS al Centre de Física de Partícules de Marsella i coautor de la troballa, per produir una partícula subatòmica amb aquesta energia es necessitaria un accelerador "al voltant de la Terra a la distància dels satèl·lits geoestacionaris".
Els neutrins, les partícules "fantasma" de l'univers
Els neutrins són partícules elementals amb una massa molt petita, sense càrrega elèctrica i que es mouen a velocitats properes a la de la llum. Tot plegat els fan extremament difícils de detectar, ja que gairebé no interactuen amb la matèria. És per això que són coneguts com les partícules "fantasma".
S'originen a partir d'esdeveniments colossals de l'univers, com ara els forats negres supermassius, les explosions de supernoves o les descàrregues de raigs gamma.
Tots ells generen fluxos de partícules anomenades raigs còsmics que poden interactuar amb la matèria de l'univers i generar, així, neutrons i fotons.
És per aquest motiu que la comunitat científica s'esforça a mirar de detectar-los, ja que actuen com a "missatgers còsmics especials", tal com els ha anomenat Rosa Coniglione, portaveu adjunta de KM3NeT. La detecció d'un neutrí podria lliurar informacions específiques de fenòmens d'origen que serien molt difícils d'obtenir mitjançant altres mètodes.
En aquest cas, els astrofísics sospiten que els fenòmens d'origen podrien ser una dotzena de blàzars compatibles: nuclis actius de galàxies alimentats per forats negres supermassius.
L'altra hipòtesi és que podria tractar-se del primer neutrí "cosmogènic" detectat mai, els quals es generen a partir de la interacció dels raigs còsmics amb els fotons de la radiació del fons de microones, o el que és el mateix, la llum més antiga que podem observar de l'univers.
Un telescopi al fons del mar Mediterrani
L'extrema dificultat per detectar els neutrins és el motiu pel qual un grup de científics ha impulsat el projecte del Telescopi de Neutrins de Quilòmetre Cúbic conegut com a KM3NeT, una gegantina infraestructura actualment en construcció al fons del mar Mediterrani.
El telescopi compta amb dos detectors: l'ARCA, a 3.450 metres de profunditat a l'illa de Sícilia, a Itàlia, i l'ORCA, a 2.450 metres de profunditat a Toló, França. Mentre que el primer està destinat a l'astronomia de les altes energies, el segon té per objectiu l'estudi de les propietats fonamentals dels neutrins.
Per detectar les partícules "fantasma", cal un enorme volum d'aigua: almenys un quilòmetre cúbic, que equival a 400.000 piscines olímpiques. Per aquest motiu, el KM3NeT s'ubica al fons del mar Mediterrani.
El projecte és fruit de la participació de diverses institucions i grups de científics, entre les quals hi ha el LAB de la Universitat Politècnica de Catalunya i altres centres vinculats a la Universitat de València i la Universitat Politècnica de València.
La primera detecció d'un neutrí s'ha produït quan aquest experiment encara està en construcció, un fet que esperona la comunitat científica. Per a les pròximes deteccions, el KM3NeT podrà enviar una alerta a la resta de telescopis del món perquè apuntin a la direcció del cel que pertoqui per buscar-ne l'origen.
