El primer detector de neutrinos espacial del mundo fue lanzado al espacio la semana pasada para estudiar las esquivas partículas de neutrinos que bombardean constantemente la Tierra. La misión pondrá a prueba una tecnología que podría ayudar a los investigadores en el futuro a desentrañar procesos ocultos que tienen lugar en las profundidades del Sol.
El detector, compuesto de cristales de galio y tungsteno, está integrado en un nanosatélite 3U (de aproximadamente 30 cm de largo y 10 cm de ancho), que orbitará el planeta a una altitud de 500 kilómetros durante unos dos años. Este pequeño instrumento fue puesto en órbita el 3 de mayo a bordo de la misión compartida SpaceX CAS500-2 .
El proyecto, denominado SNAPPY (por sus siglas en inglés: Solar Neutrino Astro-Particle PhYsic), fue concebido por Nickolas Solomey, profesor de física y matemáticas de la Universidad Estatal de Wichita. El proyecto busca validar la tecnología subyacente para una futura misión que algún día podría llevar un detector de neutrinos a las proximidades del Sol. "Los neutrinos son bastante raros en la Tierra, por lo que para detectarlos se necesitan detectores muy grandes", explicó Solomey a Space.com. "Pero más cerca del Sol, la cantidad de neutrinos es mil veces mayor que aquí en la Tierra, lo que significa que un detector de un kilogramo que lancemos en una nave espacial y coloquemos cerca del Sol actuará como un detector de mil kilogramos aquí en la Tierra".
Los neutrinos son partículas prácticamente sin masa que surgen durante la desintegración nuclear natural, en reacciones de fisión nuclear como las que tienen lugar en los reactores nucleares y en procesos de fusión nuclear en el interior de las estrellas. A pesar de ser las partículas más abundantes del universo (decenas de billones de neutrinos atraviesan nuestro cuerpo cada segundo, según el Departamento de Energía de Estados Unidos) , son notoriamente difíciles de detectar.
Su naturaleza esquiva se debe a su mínima masa y a la ausencia de carga eléctrica. Para detectar la presencia de neutrinos en la Tierra, generalmente se requieren detectores masivos enterrados a gran profundidad. Las escasas reacciones de los neutrinos con la materia son causadas por la fuerza nuclear débil , que rige el proceso de desintegración radiactiva.
Cuando un neutrino interactúa con los núcleos de los átomos, se transforma en un electrón y en dos partículas más exóticas conocidas como muones y tauones. Para asegurar que los muones y electrones detectados provengan realmente de interacciones de neutrinos, estos deben ubicarse a gran profundidad, donde otras partículas cósmicas no pueden llegar. El detector de neutrinos más grande del mundo, el Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen en China, está enterrado a 700 metros de profundidad. El Observatorio de Neutrinos IceCube, en el Polo Sur, se encuentra aún más profundo: entre 1450 y 2450 metros de profundidad en la capa de hielo.
El universo está repleto de neutrinos que han viajado por el espacio desde el Big Bang . Muchos también provienen del interior del Sol. Otros, en cambio, llegan a nuestro planeta tras ser expulsados al espacio en explosiones de supernovas distantes (las explosiones finales de estrellas que agotan el combustible en sus núcleos).
Lo que interesa a Solomey son las altas concentraciones de neutrinos cerca del Sol. El detector Snappy, que actualmente se está probando en órbita, tiene un propósito sencillo: validar que la detección de neutrinos en el espacio funciona. El detector a base de galio a bordo del CubeSat también es más sensible a los impactos de neutrinos que los detectores a base de argón que se utilizan principalmente en la Tierra .
Solomey espera que, si el experimento resulta exitoso, pueda persuadir a la NASA para que coloque un detector de neutrinos en una posible misión futura hacia el sol.
"Podríamos detectar una gran cantidad de interacciones de neutrinos solares, pero también podríamos aumentar la resolución espacial para obtener imágenes de las capas de fusión solar que rodean el núcleo", explicó Solomey. "Podríamos estudiar la física de partículas, el transporte de los neutrinos solares a medida que salen del Sol y se dirigen al espacio profundo, y algunos de ellos se dirigen hacia la Tierra".https://www.space.com/science/particle-physics/like-putting-a-microscope-into-the-core-of-the-sun-worlds-1st-space-based-neutrino-detector-launches-to-orbit
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