Los neutrinos como herramienta para la astrofísica observacional, aunque dieron sus primeros pasos a finales del siglo pasado, están llamados a alcanzar la madurez en las primeras décadas del siglo XXI. Observatorios como ANTARES, instalado en el Mar Mediterráneo, o IceCube, en el casquete glaciar del polo sur, han sido cruciales para establecer los fundamentos de la astrofísica de neutrinos y sus sucesores serán los encargados de llevar los límites mucho más allá. Este miércoles visitará el IFIC el profesor Francis Halzen, investigador principal del observatorio IceCube, que nos ofrecerá un coloquio sobre los descubrimientos que este experimento ha hecho en sus más de diez años de vida.

Los neutrinos son una partícula especialmente interesante para hacer astronomía. De ellos siempre se señala que gracias a su débil interacción pueden recorrer largas distancias sin verse afectados por la materia o los campos magnéticos, de forma que “apuntan directamente” al objeto donde fueron producidos. Sin duda éste es parte de su atractivo, pero también lo es el hecho de que los neutrinos se producen en grandes cantidades en los eventos más energéticos del universo: supernovas, núcleos activos de galaxias, y quizá también eventos como los estallidos de rayos gamma o las colisiones de estrellas de neutrones, deberían ser fuertes emisores de neutrinos. Así pues, los neutrinos no sólo son convenientes por sus propiedades intrínsecas, sino que también transportan información sobre objetos y eventos de gran interés en astrofísica.

Como sabemos, en su punto fuerte tienen también su talón de Aquiles. Por un lado, su débil interacción requiere de grandes cantidades de materia que actúa como blanco para “interceptar” alguno de los neutrinos que atraviesan la Tierra y registrar la información que éste transporta. Por otro lado, el carácter transitorio de muchos de los eventos astrofísicos de alta energía hace que las oportunidades para observarlos sean limitadas. A esto hay que sumar la presencia de neutrinos en nuestro entorno con un origen mucho más cercano, como son los neutrinos solares o los producidos en la alta atmósfera por las colisiones de rayos cósmicos. Estas circunstancias nos abocan a buscar preferentemente neutrinos de muy altas energías, que podemos identificar fácilmente y a los que podemos atribuir de forma casi inequívoca un origen cósmico. 

El observatorio IceCube está particularmente bien dotado para estas búsquedas, gracias a su gran tamaño y a los años de experiencia, que han permitido refinar sus algoritmos de búsqueda. En su coloquio de esta semana el profesor Halzen repasará algunos de los descubrimientos realizados por IceCube, entre los que se cuenta el flujo difuso de neutrinos cósmicos de alta energía, la emisión difusa de neutrinos de la Vía Láctea y también algunas fuentes individuales, identificadas con alta certidumbre estadística. Excepcionalmente, este coloquio será en miércoles, en lugar del habitual horario de los jueves. Tendrá lugar en el Salón de Actos del Parc Científic, el próximo día 23 de octubre a las 12:30. Como en otras ocasiones, el coloquio podrá seguirse también online.

Francis Halzen es profesor en la Universidad de Wisconsin-Madison, donde ocupa las cátedras Vilas y Gregory Breit y dirige el Instituto para la Investigación en Física de Partículas Elementales. Ha dedicado toda su carrera a la interfase entre la física de partículas y la astrofísica, desde los rayos cósmicos a los neutrinos pasando por la interacción entre partículas de alta energía y la atmósfera. Desde 2001 es el investigador principal y co-portavoz del observatorio IceCube, y ha recibido numerosos honores, entre los que se cuentan el premio Balzan, el premio Yodh de la IUPAP y el premio Bruno Pontecorvo del Instituto de Investigación Nuclear de Dubna. Desde este año es también miembro de la Academia Nacional de las Ciencias de los Estados Unidos.

Podéis encontrar más información sobre el coloquio en Indico, donde también encontraréis el enlace para seguirlo a través de internet:

https://indico.ific.uv.es/event/7626/