Los científicos creen que los neutrinos, o «partículas fantasma», como se les ha llamado, podrían haber ayudado a escribir las primeras reglas de la materia.
Debajo de una colina de granito en el sur de China, está casi terminado un enorme detector que detectará el misterioso partículas fantasma acechando a nuestro alrededor.
El Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen pronto comenzará la difícil tarea de detectar neutrinos: diminutas partículas cósmicas con una masa alucinantemente pequeña.
El detector es uno de los tres que se están construyendo en todo el mundo para estudiar estas elusivas partículas fantasma con el mayor detalle hasta el momento. Los otros dos, con sede en Estados Unidos y Japón, aún están en construcción.
Espiar neutrinos no es poca cosa en la búsqueda de comprender cómo surgió el universo.
El esfuerzo chino, que estará en línea el próximo año, llevará la tecnología a nuevos límites, dijo Andre de Gouvea, físico teórico de la Universidad Northwestern que no participa en el proyecto.
«Si pueden lograrlo», dijo, «sería increíble».
¿Qué son los neutrinos?
Los neutrinos se remontan al Big Bang y billones pasan por nuestros cuerpos cada segundo. Salen de estrellas como el sol y salen cuando pedazos atómicos chocan en un acelerador de partículas.
Los científicos conocen la existencia de neutrinos desde hace casi un siglo, pero todavía están en las primeras etapas para descubrir qué son realmente las partículas.
«Es la partícula menos comprendida en nuestro mundo», dijo Cao Jun, que ayuda a gestionar el detector conocido como JUNO. «Por eso necesitamos estudiarlo».
No hay forma de detectar los diminutos neutrinos que zumban por sí solos. En cambio, los científicos miden lo que sucede cuando chocan con otros fragmentos de materia, produciendo destellos de luz o partículas cargadas.
Los neutrinos chocan con otras partículas muy raramente, por lo que los físicos tienen que pensar en grande para aumentar sus posibilidades de detectar una colisión.
«La solución para medir estos neutrinos es construir detectores muy, muy grandes», dijo de Gouvea.
Un gran detector para medir partículas diminutas
El detector de 300 millones de dólares (285 millones de euros) situado en Kaiping, China, tardó más de nueve años en construirse. Su ubicación a 700 metros (2297 pies) bajo tierra lo protege de los molestos rayos cósmicos y la radiación que podrían alterar sus capacidades de olfateo de neutrinos.
El miércoles, los trabajadores comenzaron el paso final de la construcción. Con el tiempo, llenarán el detector en forma de orbe con un líquido diseñado para emitir luz cuando los neutrinos lo atraviesen y lo sumergirán todo en agua purificada.
Estudiará los antineutrinos, lo opuesto a los neutrinos que permiten a los científicos comprender su comportamiento, producidos a partir de colisiones en el interior de dos centrales nucleares situadas a más de 50 kilómetros de distancia.
Cuando los antineutrinos entran en contacto con partículas dentro del detector, producirán un destello de luz.
El detector está diseñado para responder una pregunta clave sobre un misterio de larga data. Los neutrinos cambian entre tres sabores a medida que viajan por el espacio, y los científicos quieren clasificarlos del más ligero al más pesado.
Detectar estos cambios sutiles en las partículas ya evasivas será un desafío, dijo Kate Scholberg, física de la Universidad de Duke que no participa en el proyecto.
«En realidad, es muy atrevido incluso ir tras ello», dijo.
El detector de China comenzará a funcionar durante la segunda mitad del próximo año. Después de eso, llevará algún tiempo recopilar y analizar los datos, por lo que los científicos tendrán que seguir esperando para desenterrar por completo la vida secreta de los neutrinos.
Se están construyendo dos detectores de neutrinos similares: el Hyper-Kamiokande de Japón y el Experimento de Neutrinos Subterráneo Profundo con sede en Estados Unidos.
Está previsto que entren en funcionamiento alrededor de 2027 y 2031 y verificarán los resultados del detector de China utilizando diferentes enfoques.
«Al final, tenemos una mejor comprensión de la naturaleza de la física», afirmó Wang Yifang, científico jefe y director del proyecto del esfuerzo chino.
Comprender cómo se formó el universo
Aunque los neutrinos apenas interactúan con otras partículas, han existido desde el principio de los tiempos.
El estudio de estas reliquias del Big Bang puede dar pistas a los científicos sobre cómo evolucionó y se expandió el universo hace miles de millones de años.
«Son parte del panorama general», dijo Scholberg.
Una pregunta que los investigadores esperan que los neutrinos puedan ayudar a responder es por qué el universo está compuesto abrumadoramente de materia y su contraparte opuesta, llamada antimateria, en gran medida extinguida.
Los científicos no saben cómo las cosas llegaron a estar tan desequilibradas, pero creen que los neutrinos podrían haber ayudado a escribir las primeras reglas de la materia.
La prueba, dicen los científicos, puede estar en las partículas. Tendrán que atraparlos para descubrirlo.
