En 1930, el físico Wolfgang Pauli propuso la existencia de una partícula tan esquiva que él mismo dudaba de que algún día pudiera detectarse. Era necesaria para explicar por qué parecía desaparecer energía durante determinados procesos radiactivos, pero tenía un problema: prácticamente no tenía masa, carecía de carga eléctrica y podía atravesar cantidades enormes de materia sin dejar apenas rastro.
Aquella partícula terminó recibiendo el nombre de neutrino y, lejos de resultar imposible de encontrar, provocó una auténtica carrera por construir algunos de los detectores más extravagantes de la historia de la ciencia. La estrategia básica sigue siendo casi la misma siete décadas después: colocar una cantidad gigantesca de materia en un lugar protegido de otras radiaciones y esperar pacientemente a que uno de esos “fantasmas” choque con algo.
El primer neutrino necesitó diez toneladas de detector
En 1956, Clyde Cowan y Frederick Reines instalaron cerca del reactor nuclear de Savannah River, en Estados Unidos, un detector de unas diez toneladas protegido por paredes de plomo y sacos de arena húmeda. El experimento recibió un nombre especialmente apropiado: Proyecto Poltergeist.
La idea era capturar los neutrinos producidos por las reacciones nucleares del reactor y demostrar que la partícula imaginada por Pauli realmente existía. Cuando finalmente lo consiguieron, enviaron un telegrama al físico anunciándole que aquello que consideraba prácticamente imposible había sido detectado.
Pero demostrar que existían solo abrió una pregunta mucho mayor: si las estrellas también producen cantidades enormes de neutrinos, ¿podrían utilizarse para observar directamente lo que ocurre en su interior?
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La solución fue construir detectores cada vez más grandes
En la década de 1960, Raymond Davis Jr. instaló un tanque con casi 400.000 litros de percloroetileno a unos 1,5 kilómetros bajo tierra en una mina de Dakota del Sur. El objetivo era que, muy de vez en cuando, un neutrino solar interactuara con un núcleo de cloro y produjera un átomo de argón radiactivo que pudiera contabilizarse.
El experimento funcionó, aunque detectó aproximadamente un tercio de los neutrinos que predecían los modelos. Aquella discrepancia, conocida como el problema de los neutrinos solares, tardaría décadas en resolverse.
Más tarde, Japón construyó Kamiokande y posteriormente Super-Kamiokande, un enorme detector subterráneo lleno de agua ultrapura y rodeado de miles de sensores. Cuando un neutrino interactúa con el agua puede producir una partícula cargada que genera un diminuto destello de luz Cherenkov, y esos sensores permiten reconstruir el evento.
Gracias a experimentos como Super-Kamiokande y el Observatorio de Neutrinos de Sudbury, en Canadá, se descubrió finalmente que los neutrinos pueden cambiar entre tres tipos diferentes —electrón, muón y tau— durante su viaje. Aquello implicaba además algo que el Modelo Estándar original no había previsto: los neutrinos tienen masa.
Ahora las trampas ocupan kilómetros enteros
Los detectores modernos han llevado esa estrategia a escalas todavía más extremas. IceCube, situado en el Polo Sur, utiliza el propio hielo antártico como material detector. Más de 5.000 sensores fueron enterrados en largas cadenas hasta unos 2,5 kilómetros de profundidad para captar los débiles destellos producidos por interacciones de neutrinos.
En el Mediterráneo, el proyecto KM3NeT sigue una filosofía similar, pero instala decenas de miles de sensores a miles de metros bajo el mar. El observatorio ya logró detectar el neutrino cósmico de mayor energía registrado hasta ahora, aunque todavía se desconoce exactamente de dónde procedía.
China también puso en marcha en 2025 JUNO, actualmente el mayor detector de neutrinos de su tipo, mientras que Japón prepara Hyper-Kamiokande y Estados Unidos desarrolla DUNE, un experimento que enviará neutrinos a través de unos 1.300 kilómetros de terreno para estudiar cómo cambian durante el recorrido.
Setenta años después del Proyecto Poltergeist, seguimos necesitando instalaciones gigantescas para capturar partículas increíblemente pequeñas. Los neutrinos atraviesan nuestro planeta y nuestros cuerpos continuamente sin que lo notemos, y para encontrar apenas unos pocos la física ha tenido que convertir minas, océanos y kilómetros de hielo en enormes trampas científicas.
