Son viajeros del universo y ahora mismo están atravesando nuestros cuerpos.

"Día y noche, cada segundo, miles de millones de neutrinos nos atraviesan", señaló el físico Juan de Dios Zornoza, profesor de la Universidad de Valencia.

Los neutrinos son unas de las partículas más enigmáticas de la física. Y también son extraordinariamente difíciles de detectar

Estos visitantes son tan elusivos que para captarlos los científicos han debido instalar instrumentos a mil metros bajo la superficie antártica o en las profundidades del Mar Mediterráneo.

Otros investigadores, en cambio, optaron por suspender antenas desde un globo que sobrevuela el continente helado.

Pero todo el esfuerzo está justificado: detectar estas partículas abre puertas a mundos que de otra forma no podrían ser estudiados.

"Igual que un astrónomo se va a la montaña con su telescopio y observa las estrellas, nosotros queremos conocer cómo funciona el universo. Pero en lugar de utilizar la luz utilizamos otro mensajero cósmico que son los neutrinos", señaló Zornoza, coordinador del grupo español de ANTARES, la iniciativa que busca neutrinos en el Mediterráneo.

Los neutrinos pueden provenir de otras galaxias, pero también de estrellas más cercanas, como nuestro Sol.

"Los neutrinos nos dan información de lugares a los que es imposible acceder", afirmó a BBC Mundo el físico de neutrinos peruano Carlos Alberto Argüelles, investigador del MIT (Instituto de Tecnología de Massachussetts) y miembro de IceCube, el proyecto que busca neutrinos bajo el hielo antártico.

"En el centro del Sol hay fusiones nucleares que emiten neutrinos. Otras partículas quedan atrapadas, pero podemos medir los neutrinos y tener información de qué está sucediendo en el centro del Sol".

¿Qué se sabe de estas partículas enigmáticas? ¿Y qué preguntas quiere responder la ciencia al estudiarlas?

Atraviesan la materia

Los neutrinos son partículas elementales, uno de los bloques fundamentales de la naturaleza.

"Son la segunda partícula más abundante del universo", explicó Zornoza.

“Lo que más hay en el universo son fotones, es decir, las partículas de la luz. Lo segundo son neutrinos”.

Y estas partículas tienen la peculiaridad de que casi no interaccionan con lo que encuentran a su paso, por lo que pueden atravesar fácilmente la materia.

"Interactúan solamente vía una de las cuatro fuerzas que conocemos (la gravedad, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil). Los neutrinos interactúan solamente con la fuerza nuclear débil", afirmó Argüelles.

Y por ello, según Zornoza, "son capaces de cruzar una barrera de años luz de plomo y salir del otro lado, lo que los hace muy difíciles de detectar".

Otras características de los neutrinos aún no se comprenden.

"Los neutrinos son extraños, sabemos que tienen una masa pero no sabemos aún cuánto es o cómo se origina. Deben estar conectados a otra partícula que les debe estar dando masa que es secreta, algo tiene que estar produciendo esa masa", afirmó Argüelles.

"También tienen un fenómeno que se conoce como oscilación de neutrinos, porque hay varios tipos de neutrinos y pueden transformarse unos en otros".

Viajan en línea recta

Los neutrinos no tienen carga eléctrica y por ello son una herramienta ideal para estudiar el universo.

"Como es una partícula neutra, sin carga, es óptima para hacer astronomía, porque no es desviada por campos magnéticos", explicó Juan Antonio Aguilar, investigador español de la Universidad Libre de Bruselas y responsable del grupo local de IceCube.

"Esto significa que si hay una fuente en el universo que emite neutrinos, estos neutrinos van a venir desde allí hacia nosotros en línea recta".Al viajar en línea recta e interactuar solo débilmente con la materia, los neutrinos revelan en qué dirección se encuentra su fuente, a diferencia de otros mensajeros del cosmos, como los rayos cósmicos o los rayos gamma.

"Los rayos cósmicos, compuestos en su mayoría por protones, viajan desde fuentes muy lejanas de nosotros, pero como tienen carga eléctrica, si hay campos magnéticos los van a mover. Entonces cuando tú dices vienen por acá, en realidad, como se han doblado, venían por allá, no apuntan al sitio de donde vienen", afirmó Argüelles.

Los rayos gamma, por otra parte, son luz. Y la luz puede ser bloqueada o atenuada por nubes de polvo o gas.

"Entonces nos queda el neutrino, que aunque haya campos magnéticos sigue su trayectoria y aunque haya nubes o polvo los atraviesa. Por ello son mensajeros directos de los objetos de los que provienen y nos dan una información verdaderamente única", agregó Argüelles.

Los neutrinos pueden llegar desde lugares de los que no puede escapar la luz.

De acuerdo a Aguilar, "al ser partículas casi fantasma que atraviesan todo nos puede traer información de sitios muy energéticos y muy densos, como los sitios alrededor de agujeros negros".

En el Polo Sur y en el Mediterráneo

Para captar a los elusivos neutrinos los científicos usan tácticas diferentes.

El telescopio de neutrinos IceCube, en el Polo Sur, es una iniciativa internacional en la que colaboran cerca de 300 científicos de instituciones en 12 países en Europa, Norteamérica, Asia y Oceanía.Los investigadores analizan datos recibidos por satélite de sensores instalados en un km cúbico de hielo, bajo la superficie antártica. Y su trabajo no se ha detenido durante la actual pandemia.

En el caso de ANTARES, otra iniciativa internacional mayoritariamente europea, los detectores están a 2.500 metros de profundidad en el Mar Mediterráneo, cerca de la costa de Marsella.

A ANTARES se sumará un nuevo telescopio submarino de neutrinos, llamado KM3NeT y actualmente en construcción, que será instalado a profundidades aún mayores en el Mediterráneo.