IceCube es un experimento único. Es un telescopio terrestre que usa el hielo en la Antártida como medio de detección. El detector, con una superficie de un kilómetro cuadrado, se extiende en las profundidades del hielo cerca de la estación Amundsen–Scott en el Polo Sur.
Más de cinco mil sensores, llamados módulos de óptica digital o DOMs, en un kilómetro cubico de hielo buscan señales de neutrinos provenientes del espacio exterior, donde los rayos cósmicos son acelerados hasta energías extremadamente altas. Los rayos cósmicos están compuestos principalmente por protones y núcleos atómicos de alta energía, y su origen y naturaleza ha sido un enigma desde su descubrimiento en 1912.
Sin embargo, los neutrinos no son las únicas partículas que llegan hasta IceCube. Cada día, IceCube detecta millones de muones, creados por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera. Un muón es una partícula similar al electrón, pero su masa es aproximadamente 200 veces mayor. En estas interacciones atmosféricas de los rayos cósmicos también se crean neutrinos.
¿Qué observa IceCube?
- Cada día se detectan 250 millones de sucesos, pero solo unos pocos cientos son neutrinos.
- La mayoría de los neutrinos que se observan son creados en la atmósfera, y solo unas pocas docenas al año son neutrinos con origen mas allá del sistema solar.
Vídeo: Why Neutrinos Matter, Ted-Ed Lesson (en inglés)
Artículo: La ciencia de IceCube (en inglés), http://student.societyforscience.org/article/icecube-science
Vídeo: El Observatorio de Neutrinos de IceCube: Animación (en inglés)
Este video fue producido por Casey O’Hara, un maestro PolarTREC que trabajó con el equipo de IceCube durante la temporada del 2009-2010.
¿Por qué los neutrinos?
Los neutrinos son unas partículas diminutas que pueden viajar a través del universo, cruzando galaxias y estrellas, sin alterar su dirección o velocidad. Tienen muy poca masa y no tienen carga, y no sienten la fuerza nuclear fuerte. Tampoco interactúan a través de la fuerza nuclear débil.
Los neutrinos están en todas partes. Fueron creados durante las primeras etapas del Big Bang y son generados en o cerca de objetos cósmicos extremos como los agujeros negros. Son producidos en las reacciones nucleares alimental al sol y por la interacción de los rayos cósmicos en la atmósfera de la Tierra.
Los neutrinos llenan todo el universo, hay más de 300 neutrinos por cada centímetro cúbico de nuestro universo. Son la segunda partícula mas abundante, después de los fotones. Miles de millones de neutrinos solares pasan por cada esquina de la tierra cada segundo, y billones de ellos son creados cada minuto por la interacción de los rayos cósmicos en la atmósfera terrestre.
A pesar que los neutrinos son abundantes y están en todas partes, son muy difíciles de detectar, ya que son diminutas partículas neutras que solo sienten la fuerza nuclear débil. Por esta razón, los científicos los llaman partículas fantasmas.
Los neutrinos han sido estudiados durante más de sesenta años, pero IceCube fue construido con el propósito de empezar una nueva era en astronomía con estas partículas. Los neutrinos de alta energía que provienen de fuera del sistema solar son los mensajeros cósmicos ideales. Son las únicas partículas que señalan directamente su punto de origen, y sus propiedades nos permiten indagar en los poderosos procesos físicos que han creado y alimentan los lugares más extremos de nuestro universo.
IceCube fue finalizado en Diciembre del 2010, y ha observado los neutrinos de más alta energía nunca antes vistos. La primera evidencia de un flujo de neutrinos de alta energía provenientes del espacio exterior fue publicada en Science en Noviembre del 2013. ¡Y nuevos descubrimientos están a la vuelta de la esquina!
Artículo: Cosmic Gall, a poem about the neutrino, by John Updike (en inglés)
http://www.symmetrymagazine.org/article/february-2011/deconstruction-cosmic-gall
Artículo: Neutrino, explain it in 60 seconds (en inglés)
http://www.symmetrymagazine.org/article/april-2010/explain-it-in-60-seconds-neutrino
Vídeo: Neutrinos: ¿Nature’s Ghosts? (en inglés)
