El origen de las partículas subatómicas

[Ayudante De Santa]

[MiL0]

Intentando detectar los misteriosos neutrinos de energía ultra-alta, procedentes de lejanas regiones del espacio, un equipo de astrónomos usó la Luna como parte de un innovador sistema de telescopios para la búsqueda. Su trabajo da una nueva visión sobre el posible origen de las esquivas partículas subatómicas y señala el camino para abrir una nueva visión del universo en el futuro.





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El equipo usó un equipo electrónico especialmente diseñado que se llevó al radiotelescopio VLA de la Fundación Nacional de Ciencia, y aprovechó los nuevos receptores de radio más sensibles instalados como parte del proyecto de expansión del VLA (EVLA). Antes de sus observaciones, probaron el sistema haciendo volar un pequeño transmisor especializado sobre el VLA en un globo de helio.

n 200 horas de observaciones, Ted Jaeger de la Universidad de Iowa y el Laboratorio de Investigación Naval, y Robert Mutel y Kenneth Gayley de la Universidad de Iowa no detectaron ninguno de los neutrinos de energía ultra-alta que buscaban. Esta falta de detección colocó un nuevo límite en la cantidad de tales partículas que llegan desde el espacio, y arroja dudas sobre algunos modelos teóricos de cómo se producen estos neutrinos.


Los neutrinos son partículas subatómicas de movimiento rápido sin carga eléctrica que pasan relativamente sin impedimentos a través de la materia común. Aunque hay gran cantidad en el universo, son notablemente difíciles de detectar. Los experimentos para detectar neutrinos procedentes del Sol y explosiones de supernovas, han usado grandes volúmenes de material tales como agua o cloro para captar las raras interacciones de las partículas con la materia común.
Los neutrinos de energía ultra-alta que los astrónomos buscan, supuestamente se generan en los energéticos núcleos alimentados por agujeros negros de las galaxias lejanas; explosiones estelares masivas, aniquilación de materia oscura; interacción de partículas de ratos cósmicos con fotones en el Fondo de Microondas Cósmico; roturas en el tejido del espacio-tiempo; y colisiones de neutrinos de alta-energía con los de menor energía dejados por el Big Bang.


Los radiotelescopios no pueden detectar neutrinos, pero los científicos apuntaron un conjunto de antenas del VLA alrededor del borde de la Luna, con la esperanza de encontrar breves estallidos de ondas de radio emitidas cuando los neutrinos que buscan pasan a través de la Luna en interactúan con el material lunar. Tales interacciones, calcularon, deberían enviar los estallidos de radio hacia la Tierra. Esta técnica se usó por primera vez en 1995 y se ha usado varias veces desde entonces, sin detecciones registradas. Las últimas observaciones del VLA han sido las más sensibles realizadas hasta la fecha.


"Nuestras observaciones han fijado un nuevo límite superior - el menor hasta la fecha - para la cantidad del tipo de neutrinos que buscamos", señala Mutel. "Este límite elimina algunos modelos que proponen estallidos de estos neutrinos procedentes del halo de la Vía Láctea", añade. Para probar otros modelos, dicen los científicos, se requerirán observaciones con mayor sensibilidad.


"Algunas de las técnicas que hemos desarrollado para estas observaciones, pueden adaptarse a la siguiente generación de radiotelescopios, y ayudar posteriormente en búsquedas más sensibles", comenta Mutel. "Cuando desarrollemos la capacidad de detectar estas partículas, se abrirá una nueva ventana a la observación del universo y y mejorará nuestra comprensión de la astrofísica básica", señala.


Los científicos informaron de su trabajo en la edición de diciembre de la revista Astroparticle Physics.