63 años después, logran comprobar una teoría que planteó un premio Nobel en las entrañas de la Antártida

Sheldon Lee Glashow es un físico norteamericano. Nació en 1932 y en 1979 ganó el Premio Nobel de Física. Ahora, una teoría suya propuesta hace 63 años se hizo realidad en los interiores de la Antártida.

La máquina que ha permitido probar la teoría física ha sido un detector de partículas de alta energía que proceden del espacio. El detector está colocado bajo el hielo de la Antártida. Se trata del Observatorio de Neutrinos IceCube: un telescopio masivo que se encuentra enterrado en el glaciar antártico.

El 6 de diciembre de 2016 se produjo allí un fenómeno de resonancia que había sido descrito por Glashow en 1960: un antineutrino electrónico en la Antártida desde el espacio a una gran velocidad, llevando consigo 6,3 petaelectronvoltios (PeV) de energía. Atravesó la profunda capa de hielo, finalmente chocó contra un electrón y generó una partícula que enseguida se descompuso en una fuente de partículas secundarias.

Con este hecho, los investigadores ofrecieron otra confirmación del Modelo Estándar de física de partículas. También se pudo comprobar todavía más la capacidad de IceCube, que logró detectar partículas casi sin masa denominadas neutrinos. Las conclusiones fueron publicadas hace unos meses en la revista Nature.

Dicho fenómeno de resonancia fue descrito por primera vez en 1960 por Sheldon Glashow cuando era investigador postdoctoral en lo que actualmente es el Instituto Niehls Bohr en Copenague, Dinamarca. El científico escribió un artículo en el que anunció que un antineutrino, el gemelo antimateria de un neutrino, podría relacionarse con un electrón para generar una partícula aún no reconocida, si el antineutrino tuviera la energía correcta, a través de un proceso conocido como resonancia.

La partícula, el bosón W, fue descubierta en 1983 y resultó ser mucho más pesada de lo que Glashow esperaba en 1960. La resonancia de Glashow necesitaba un neutrino con una energía de 6,3 PeV, casi mil veces mayor de lo que puede producir el Gran Colisionador de Hadrones del CERN. En concreto, no existe un acelerador de partículas hecho en la Tierra que pueda crear un neutrino con tanta energía.

Sin embargo, desde el espacio exterior sí se puede debido a las enormes energías de los agujeros negros y a otros eventos cósmicos extremos que son capaces de generar partículas con energías imposibles de crear en la Tierra. Este fenómeno fue seguramente el que ocasionó que el antineutrino de 6,3 PeV llegara a IceCube en 2016.

“Cuando Glashow era un postdoctorado en Niels Bohr, nunca podría haber imaginado que su propuesta poco convencional para producir el bosón W sería realizada por un antineutrino de una galaxia lejana chocando contra el hielo de la Antártida”, asegura en un comunicado Francis Halzen, profesor de física en la Universidad de Wisconsin-Madison, la sede del mantenimiento y las operaciones de IceCube, e investigador principal de IceCube.

IceCube comenzó a funcionar en 2011 y si bien el observatorio ha generado una serie de resultados significativos para la astrofísica de partículas, el evento de resonancia de Glashow resulta importante debido a su alta energía. De hecho, se trata del tercer evento detectado por IceCube con una energía superior a 5 PeV.

“Este resultado prueba la viabilidad de la astronomía de neutrinos y la capacidad de IceCube para hacerlo, que jugará un papel importante en la futura física de astropartículas de múltiples mensajeros”, explicó Christian Haack, estudiante de posgrado en RWTH Aachen, mientras trabajaba en este análisis. “Ahora podemos detectar eventos de neutrinos individuales que son inconfundiblemente de origen extraterrestre”.