Mariam Tórtola
Profesora Titular en el departamento de Física Teórica de la Universitat de València y en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC)
Con solo un 10 % de su tamaño final en operación, el experimento KM3NeT/ARCA ha logrado detectar el neutrino más energético observado hasta la fecha, con una energía 30 veces superior a la de los neutrinos previamente registrados por el telescopio de neutrinos IceCube, ubicado en el Polo Sur.
El artículo publicado por la colaboración internacional KM3NeT contiene un estudio riguroso, que analiza en profundidad las principales propiedades del suceso detectado, como son su energía y dirección de llegada, así como el posible origen del neutrino que desencadena la señal observada.
Hasta la fecha no se habían observado neutrinos de energías tan altas, lo que sugiere que este tipo de neutrinos no son muy abundantes. En este trabajo se analiza la coherencia de la señal detectada con la ausencia de detecciones en otros experimentos, como los telescopios de neutrinos IceCube (ubicado en el Polo Sur) y ANTARES (predecesor de KM3NeT) o el detector de rayos cósmicos Pierre Auger (en Argentina). Según estos resultados previos, se esperaría observar un solo evento como el registrado en 70 años de funcionamiento del experimento KM3NeT. Aun así, se estima que la señal observada se trataría de una fluctuación estadística compatible con los resultados anteriores. Esta observación supone, por tanto, la primera evidencia de la existencia de neutrinos con energías extremadamente altas en la naturaleza.
Además de su energía, otro aspecto crucial que aborda este estudio es el origen de la señal observada. Según el análisis presentado, es poco probable que haya sido generada por un muón o un neutrino atmosférico, lo que apunta a un posible origen cósmico. En tal caso, podría tratarse de un neutrino cósmico proveniente de un acelerador astrofísico, como un núcleo galáctico activo (AGN), o de un neutrino cosmogénico, producido en la interacción de rayos cósmicos con los fotones del fondo cósmico de microondas. Este último tipo de neutrino aún no ha sido detectado, lo que resalta la relevancia de la observación realizada.
La principal limitación de este trabajo radica en la dificultad de identificar el origen de la señal, especialmente cuando se cuenta con un único neutrino. La búsqueda en distintos catálogos no ha revelado ninguna fuente transitoria coincidente con el suceso, pero sí ha permitido identificar hasta 12 blazars (un tipo de AGN) en sus proximidades, que podrían ser el origen de la emisión. No obstante, por el momento, este resultado no es concluyente. La instalación completa de KM3NeT/ARCA aumentará significativamente la sensibilidad del detector a sucesos de muy altas energías, mejorando así su capacidad para identificar las fuentes de estos neutrinos cósmicos.