KM3NeT [una infraestructura de investigación submarina europea] ha conseguido detectar un evento de muy alta energía, llamado KM3-230213A, asociado con neutrinos cósmicos.
El telescopio submarino KM3NeT se ubica a gran profundidad en el Mediterráneo y consta de dos modalidades: el detector ARCA, cerca de Sicilia (Italia), principalmente enfocado a la astronomía de neutrinos y el detector ORCA, cerca de la costa mediterránea francesa, optimizado para el estudio de las oscilaciones de los neutrinos atmosféricos. Ambos detectores aún no se han finalizado pero ya son operativos. Una vez terminado, el telescopio KM3NET alcanzará proporciones del orden del kilómetro cúbico.
Cuando un neutrino de alta energía interactúa en las proximidades del detector, crea partículas cargadas que emiten radiación luminosa.
Aún con sus detectores todavía en construcción, KM3NeT/ARCA ha conseguido observar la señal de un muon (una partícula cargada, parecida al electrón pero más pesado) de muy alta energía, del orden de ~120 PeV (peta-electronvoltios). En vista de su enorme energía y dirección casi horizontal, esta señal parece poderse asociar a un neutrino de origen cósmico, con una energía estimada de ~220 PeV.
Con este resultado, la colaboración KM3NeT reporta evidencias de la observación del neutrino cósmico de mayor energía detectado hasta la fecha. Se trata de un resultado extremadamente importante que confirma el papel de absoluta relevancia de los telescopios de neutrinos en la astronomía de multimensajeros. Previamente, otro telescopio (IceCube, ubicado en el Polo Sur) había anunciado la observación de neutrinos del PeV, pero (más de) 10 veces menos energéticos que KM3-230213A. Hay que señalar también la complementariedad entre los dos experimentos, KM3NeT e IceCube, cada uno mayormente sensible a neutrinos procedentes de diferentes direcciones del cielo.
El estudio de KM3NeT es de gran calidad y sugiere que el neutrino puede haber tenido su origen en un acelerador cósmico diferente de los que originan los neutrinos cósmicos de energía más baja. Alternativamente, esta podría ser la primera detección de un neutrino cosmogénico, es decir, resultante de las interacciones de rayos cósmicos de ultra-alta energía con fotones de fondo cósmico en el universo. Las fuentes de neutrinos extragalácticos más probables para el evento KM3-230213A deberían ser núcleos galácticos activos y blazares (núcleos brillantes de galaxias activas). Los investigadores han identificado algunas fuentes blazares que podrían ser compatibles con la dirección estimada desde la cual viajó el neutrino; sin embargo, hasta ahora, ninguna de ellas ha sido identificada claramente como la fuente astrofísica del neutrino.
Tampoco se descartan otros posibles orígenes, por ejemplo, relacionados con nueva física, como podría ser un candidato a materia oscura muy masivo.
Está claro que este resultado es un gran avance en la astronomía de neutrinos, ya que proporciona pruebas de la existencia de neutrinos de ultra-alta energía en la naturaleza, a energías previamente inexploradas.
Por otro lado, abre nuevas preguntas sobre su origen. Su investigación más detallada, así como las observaciones futuras, nos permitirán entender mejor cuáles son los mecanismos físicos que dan origen a neutrinos de muy alta energía.