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Los neutrinos son partículas pequeñas que pueden atravesar por el centro de la Tierra aún si causar ni un simple susurro. Cada segundo, miles de millones de ellas nos caen encima – y por debajo – provenientes del espacio exterior.



Algunos de estos fantasmas cósmicos fueron testigos de los primeros segundos del universo, Ahora, por primera vez, se han observado unas fluctuaciones muy densas de estos antiquísimos neutrinos.

"Sabemos que existe todo un mar de neutrinos allá fuera, pero lo que hemos probado es que hay ondas en ellos”, dijo Roberto Trotta de la Universidad de Oxford por medio de una entrevista telefónica. El descubrimiento proporciona una confirmación adicional de la imagen cosmológica estándar, al igual que la teoría fundamental de la física de las partículas.

Los neutrinos son partículas subatómicas sin carga eléctrica y muy poca masa. Son extremadamente difíciles de estudiar porque tienen muy pocas posibilidades de interactuar con el resto del mundo.

De acuerdo con la teoría estándar, los neutrinos surgieron en gran cantidades a partir de los fuegos del Big Bang. Estos así denominados neutrinos “originales” aún existen: se calcula que 2500 de ellos habitan cada 3 centímetros cúbicos del universo.

Trotta y Alessandro Melchiorri de la Universidad La Sapienza en Rome han encontrado evidencia en el lejano pasado del universo de ondas de estos neutrinos. "Ha sido como el santo grial de la cosmología, encontrar los neutrinos que se formaron durante el Big Bang”, dijo Scott Dodelson del Grupo de Académicos en Astrofísica en el Fermilab. "Esta es una nueva prueba de evidencia indirecta”.

Además de apoyar a la teoría del Big Bang, las ondas también proporcionan una prueba única de la física del neutrino.

Presa Evasiva

Para detectar neutrinos individuales, los científicos utilizan enormes detectores – algunas veces fabricados de hielo o agua. Miles de miles de millones de neutrinos pasan a través de estas trampas de partículas sin ser vistos, pero allá de vez en cuando alguna de estas elusivas presas cae en la trampa.

Sin embargo, estos neutrinos detectados – procedentes del Sol, o de rayos cósmicos, o aún ocasionalmente de distantes explosiones – tienen millones de veces más energía que los neutrinos del exterior común.

Los neutrinos comunes de fondo, por haber perdido gran parte de su energía a medida que el universo se expandía y enfriaba, es imposible que puedan ser observados en cualquier detector corriente, de manera que Trotta y Melchiorri buscaron el efecto que podrían cuasar en otra reliquia del universo primigenio – el fondo de microondas cósmico.

Ondas y grumos
El fondo de microondas cósmico (en ingles cosmic microwave background - (CMB) -) es una instantánea del universo como se veía 380 000 años después del Big Bang. En aquel entonces era un lugar muy aburrido, sin galaxias ni estrellas – solo menores fluctuaciones (una parte en 100 000) en la densidad de la materia.

Este apelmazamiento dejó su huella en las variaciones de temperatura en el CMB. La luz emitida desde un grupo muy denso aparecería – después de viajar miles de millones de años luz para alcanzarnos – como un punto caliente en el cielo de microondas. Los astrónomos realizaron un mapa detallado de estos grupos CMB con la sonda de microondas de Anisotropía de Wilkinson (WMAP) en el 2003.

Aunque los grumos de materia eran pequeños en un principio, la gravedad los ha congelado con el tiempo para formar cúmulos de galaxias, planetas y todo lo demás entre medio.

Los neutrinos son un jugador muy pequeño en esta parte de la historia porque muy raramente interactúan con el material que forma las estructuras. Pero colectivamente, el tirón gravitatorio de las ondas puede influir en los grupos.

"Los neutrinos no pueden platicar con la materia o los fotones directamente, pero pueden afectar el CMB por medio de su gravedad”, dijo Dodelson.

Trotta y Melchiorri mostraron que existe evidencia de las ondas de neutrinos en los datos de WMAP. Básicamente, la densidad del neutrino tiende a suavizarse, de modo que las fluctuaciones no duran mucho tiempo. “A medida que las ondas de neutrinos son aplanadas”, dijo Trotta, estas arrastran la materia, reduciendo efectivamente el número de pequeños “grumos”.

Desde muy grande hasta muy pequeño

La detección de las ondas entra en conflicto con teorías que predicen ciertas interacciones de los neutrinos, que no son parte del modelo estándar de la física de partículas. Estas teorías desfavorecidas actualmente habrían esperado encontrar una densidad más lisa debida a estas interacciones extras.

Asombrosamente, las ondas – las cuales al momento del CMB tenían alrededor de 100 000 años luz de ancho – nos cuentan algo respecto de la física a una escala menor que la del átomo. "Estamos utilizando todo el universo como un experimento de física de partículas”, dijo Trotta.
Medir las ondas de neutrinos es actualmente la mejor manera de sondear esta area de la física del neutrino. La investigación se publicará en la revista Physical Review Letters.

Artículo de Space.comMichael Schirber
Aportación deLiberto