Los neutrinos son las partículas más esquivas de todo el universo. Billones atraviesan cada segundo la Tierra —y también nuestros cuerpos— sin dejar rastro. No tienen carga eléctrica, apenas tienen masa y su interacción con la materia es tan débil que, para detectarlos, la humanidad ha tenido que construir laboratorios gigantescos en lugares igualmente extremos. Uno de ellos está en Jiangmen, en la provincia china de Cantón, donde una esfera acrílica de 35 metros flota en una cavidad excavada a 700 metros bajo la roca.
Ese detector se llama JUNO, y su primera medición relevante acaba de confirmar algo que la física de partículas arrastra desde hace años: la “tensión solar de neutrinos”, una discrepancia incómoda entre los parámetros obtenidos con neutrinos que vienen del Sol y los que proceden de reactores nucleares en la Tierra. Dos métodos. Dos resultados. Y ahora, ninguna excusa experimental para justificar la diferencia.
La discrepancia que no desaparece. Se hace más precisa
Entre el 26 de agosto y el 2 de noviembre de este año, JUNO analizó neutrinos emitidos por reactores cercanos. Esas observaciones, procesadas con un nivel de sensibilidad que supera entre un 50 y un 80 % al de experimentos previos, permiten medir dos parámetros esenciales de las llamadas oscilaciones de neutrinos: el fenómeno por el cual alternan entre distintos “sabores”.
Lo esperable era que la nueva capacidad de JUNO redujera esa tensión. Pero ocurrió lo contrario. Las cifras obtenidas no encajan con las derivadas de neutrinos solares. El desajuste persiste. Y ahora está respaldado por un experimento más preciso que cualquiera anterior.
En física, que dos métodos independientes no coincidan es una alarma. Puede significar un error experimental… o que hay algo más profundo. JUNO apunta a la segunda opción.
Cómo funciona la gigantesca esfera enterrada bajo tierra
El corazón del detector contiene 20.000 toneladas de líquido centelleante, un material diseñado para emitir destellos minúsculos de luz cuando un neutrino choca con él. Alrededor, 45.000 fotomultiplicadores capturan esos destellos y reconstruyen la energía y el tipo de neutrino que los produjo.
La profundidad de la instalación no es caprichosa: 700 metros de roca actúan como un escudo natural contra el ruido cósmico y la radiactividad ambiental. JUNO no quiere ver todo. Quiere ver solo lo que nadie más puede ver.
La instalación, propuesta en el año 2008 por la Academia China de Ciencias y construida con el apoyo de más de 700 investigadores de 17 países, ya opera al nivel para el que fue diseñada.
Lo que viene ahora: supernovas, la estructura de la Tierra y un misterio mayor
El objetivo principal de JUNO es resolver un problema monumental: determinar el orden de las masas de los neutrinos, una cuestión clave para la física de partículas y para entender cómo evolucionó el universo temprano. Esta primera medición no lo resuelve, pero sí demuestra que el observatorio está listo para enfrentarlo.
Además, JUNO podrá estudiar neutrinos procedentes de supernovas, de la atmósfera e incluso del interior de nuestro planeta. Y, a largo plazo, podría aspirar a uno de los experimentos más difíciles de la física moderna: detectar un proceso tan raro que solo sería posible si los neutrinos fueran su propia antipartícula.
China ha inaugurado el primero de una nueva generación de megadetectors. Estados Unidos y Japón preparan los suyos —el DUNE y el Hyper-Kamiokande— para finales de la década. Y cada uno de ellos intentará responder la misma pregunta.
¿Por qué la naturaleza insiste en que los neutrinos no encajan del todo en el modelo que hemos construido para entender el universo? La esfera bajo la montaña ya ha dado la primera señal. Y no es la que los físicos esperaban.
