Los neutrinos son unas de las partículas más enigmáticas del modelo estándar de la física. Su naturaleza escurridiza se debe a que son extremadamente difíciles de detectar. A pesar de que cada segundo, 400 billones de neutrinos creados en el sol atraviesan el cuerpo humano, su interacción con la materia ordinaria es tan escasa que resulta complicado obtener información sobre ellos. Para desentrañar sus misterios, un nuevo detector de neutrinos en China ha comenzado a recopilar datos y espera proporcionar información sobre entre cuarenta y sesenta neutrinos diarios durante la próxima década.
El Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen (JUNO)
El detector, conocido como el Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen, o JUNO, se encuentra situado entre dos grandes plantas nucleares en Yangjiang y Taishan. Ambas instalaciones de fisión generan neutrinos artificiales además de los que provienen del sol, lo que convierte la zona en un entorno propicio para el estudio de estas partículas casi inobservables.
Ubicado a 700 metros bajo tierra, JUNO utiliza la masa del corteza terrestre para bloquear la mayoría de las partículas indeseadas, como los muones. Sin embargo, para mejorar aún más la precisión de sus mediciones, el detector está protegido por un sistema adicional conocido como «Top Tracker», que cubre una piscina de agua ultrapura de 44 metros de diámetro. Su función es detectar cualquier partícula errante que pueda llegar al detector, eliminando así los posibles artefactos en los datos que pudieran afectar la investigación.
El núcleo del detector está compuesto por un «escintilador líquido» rodeado por 43,212 fotodetectores sensibles, capaces de captar fotones individuales. Al combinar los datos de estos fotodetectores, los investigadores podrán extraer algunas de las propiedades físicas de los neutrinos, incluyendo las diferencias entre los tres «tipos» conocidos: el neutrino electrónico, el muónico y el tau.
Uno de los principales objetivos de JUNO es entender la masa de cada uno de estos tipos de neutrinos. Aunque este objetivo puede ser ambicioso, los investigadores esperan, al menos, determinar la jerarquía de masas, es decir, cuál es el más pesado y cuál el más ligero. Otra de las posibles aportaciones de JUNO es investigar con qué frecuencia los neutrinos cambian de un tipo a otro, un fenómeno conocido como oscilación.
La comprensión del funcionamiento de los neutrinos podría proporcionar una visión más clara de la cosmología, ya que se cree que jugaron un papel crucial en la expansión inicial tras el Big Bang. Además, su estudio puede ofrecer valiosas pistas en astrofísica, especialmente en relación con las supernovas, y en geología, dado que las rocas radiactivas del interior de la Tierra también emiten neutrinos. Esta es parte de la razón por la cual los científicos han dedicado tanto tiempo y recursos a investigar sus propiedades.
JUNO representa un paso significativo en este camino, siendo el resultado de la colaboración de 74 instituciones y 700 individuos, bajo la dirección del Instituto de Física de Alta Energía de la Academia China de Ciencias. Se espera que su operación se extienda durante al menos diez años, tiempo durante el cual se espera recopilar una cantidad suficiente de datos que iluminen aún más las características de estas partículas enigmáticas. Si se logra, múltiples áreas del conocimiento científico se beneficiarán de esta investigación.
