El astrofísico argentino Marcos Santander trabaja desde hace años en IceCube, un observatorio de neutrinos instalado bajo el hielo de la Antártida y dirigido por Francis Halzen, distinguido este año con el Premio Nobel de Física. Santander contó a La Brújula 24 cómo funciona el proyecto y qué información permite obtener sobre algunos de los fenómenos más extremos del universo.

Santander, mendocino y actualmente radicado en Estados Unidos, realizó su doctorado en la Universidad de Wisconsin-Madison e ingresó allí al grupo científico encabezado por Halzen. El argentino explicó que conoce al investigador desde hace 17 años y que incluso formó parte del comité de su tesis doctoral.

“Es una persona con los pies sobre la tierra”, señaló en el programa Nunca es Tarde sobre el flamante Nobel. El anuncio coincidió además con una de las reuniones internacionales del observatorio, en las que participan científicos de 14 países, lo que permitió al equipo celebrar personalmente el reconocimiento.

IceCube es un telescopio diseñado para detectar neutrinos, partículas subatómicas sin carga eléctrica y de muy poca masa que atraviesan permanentemente la materia. Santander graficó la magnitud del fenómeno al señalar que alrededor de 100 trillones de neutrinos atraviesan el cuerpo humano cada segundo sin producir efectos perceptibles.

La dificultad para observarlos obligó a desarrollar un detector de dimensiones extraordinarias. El proyecto utiliza el hielo profundo del Polo Sur, donde la ausencia de luz y su transparencia permiten registrar los pequeños destellos que se generan cuando un neutrino interactúa con la materia.

Para construirlo se realizaron 86 perforaciones mediante agua caliente a alta presión y se colocaron detectores conectados por cables. Los dispositivos quedaron congelados entre aproximadamente 1,5 y 2,5 kilómetros por debajo de la superficie y funcionan de manera continua desde 2011.

“La única luz que llega a esas profundidades de la Antártida, bajo el hielo antártico, es la luz de estas partículas subatómicas. Así que usamos esa luz para tratar de determinar de dónde vienen los neutrinos, qué tipo de neutrinos son y cuáles son sus energías”, explicó.

El científico explicó que la existencia de estas partículas comenzó a plantearse teóricamente en 1930, cuando los físicos intentaban explicar la aparente pérdida de energía observada en determinados procesos radiactivos. La primera detección experimental llegó en 1956.

Uno de los principales avances de IceCube se produjo en 2013, cuando el observatorio detectó neutrinos de muy alta energía procedentes del universo, millones de veces más energéticos que los originados en el Sol. A partir de allí, los investigadores comenzaron a buscar sus lugares de procedencia.

Santander indicó que ya lograron identificar neutrinos provenientes de una galaxia activa con un agujero negro supermasivo y también de la propia Vía Láctea.

“Tenemos una primera imagen de la Vía Láctea en neutrinos ahora. Así como alguien se va afuera de Bahía y mira el cielo oscuro y puede ver la Vía Láctea con sus ojos, ahora por primera vez la podemos ver con neutrinos”.

Ese nuevo modo de observar el espacio permite analizar fenómenos que no necesariamente aparecen mediante telescopios convencionales. Según Santander, algunas galaxias que inicialmente eran consideradas candidatas naturales para producir neutrinos finalmente no mostraron esa actividad, mientras que otras que no estaban entre las principales hipótesis sí fueron detectadas.

El próximo desafío será ampliar todavía más la escala de observación. El equipo proyecta para la próxima década un telescopio entre ocho y nueve veces más grande que el actual, con varios kilómetros cúbicos de hielo instrumentado en la Antártida.

“Siempre pasa en ciencia que responder cinco o seis preguntas te abre 50 más”, resumió Santander sobre un campo de investigación que todavía busca determinar cómo y por qué determinados objetos del universo producen neutrinos de altísima energía.