Qué son los neutrinos, las "partículas fantasma" del universo por las que el belga Francis Halzen ganó el Nobel de Física

El físico belga Francis Halzen fue galardonado con el Premio Nobel de Física 2026 por su labor pionera en un observatorio que detecta partículas procedentes del espacio, arrojando luz sobre el universo lejano.

Halzen, de 82 años, lideró el desarrollo de IceCube en el Polo Sur, un proyecto que utiliza un kilómetro cúbico de hielo antártico equipado con sensores de luz para detectar partículas llamadas neutrinos.

Estas partículas —las más enigmáticas del cosmos— transportan información sobre procesos violentos y de alta energía que tienen lugar en el cosmos, y son capaces de atravesar la Tierra y los cuerpos humanos casi sin interactuar con la materia.

Y aunque son importantes porque arrojan luz sobre el universo más distante, su carácter elusivo hace que sea muy difícil detectarlas.

Halzen se dio cuenta de que el hielo del Polo Sur podía emplearse para captar neutrinos, dice la Academia en una nota, y esto sentó las bases de un nuevo tipo de astronomía.

¿Pero cómo se comportan exactamente estas partículas? Y si son tan elusivas, ¿cómo han logrado detectarlas?

Escurridizos y elusivos

Los neutrinos son partículas elementales, uno de los bloques fundamentales de la naturaleza.

Después de los fotones (es decir, las partículas de la luz) son la segunda partícula más abundante del universo. El Sol produce una enorme cantidad de ellos: cada segundo, miles de millones atraviesan inofensivamente una superficie del tamaño de la uña de tu dedo.

Y su particularidad es que casi no interaccionan con lo que encuentran a su paso, por lo que pueden atravesar fácilmente la materia.

"Interactúan solamente vía una de las cuatro fuerzas que conocemos (la gravedad, la fuerza electromagnética, la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil). Los neutrinos interactúan solamente con la fuerza nuclear débil", le explicó a BBC Mundo en 2020 el físico peruano Carlos Alberto Argüelles, investigador del MIT (Instituto de Tecnología de Massachussetts) y miembro de IceCube.

El físico Juan de Dios Zornoza, profesor de la Universidad de Valencia, en España, lo ilustró de esta manera: "Son capaces de cruzar una barrera de años luz de plomo y salir del otro lado, lo que los hace muy difíciles de detectar".

Esto los convierte en unas de las partículas más enigmáticas de la física.

"Los neutrinos son extraños, sabemos que tienen una masa pero no sabemos aún cuánto es o cómo se origina. Deben estar conectados a otra partícula que les debe estar dando masa que es secreta, algo tiene que estar produciendo esa masa", afirmó Argüelles.

"También tienen un fenómeno que se conoce como oscilación de neutrinos, porque hay varios tipos de neutrinos y pueden transformarse unos en otros".

A la búsqueda de neutrinos

Estos visitantes son tan elusivos que para captarlos los científicos han debido instalar instrumentos a mil metros bajo la superficie antártica o en las profundidades del Mar Mediterráneo.

Otros investigadores han optado por suspender antenas desde un globo que sobrevuela el continente helado.

El esfuerzo está justificado: detectar estas partículas abre puertas a mundos que de otra forma no podrían ser estudiados.

Como no tienen carga eléctrica, son una herramienta ideal para estudiar el universo.

¿Cómo se captura a un neutrino? Para captar a estas elusivas partículas los científicos usan tácticas diferentes.

"De todos los neutrinos que nos vienen, de vez en cuando alguno sí que interacciona y produce otra partícula, que se llama muon, que es una especie de electrón pero con más masa", le explicó Zornoza a BBC Mundo en 2020.

"Entonces ese muon, si estamos en un medio transparente, como el agua o el hielo, emite lo que se llama una luz Cherenkov, una luz azul que sí podemos ver".

"Así que en el Mediterráneo o en la Antártida ponemos detectores de luz. Muchos neutrinos pasan de largo pero alguno produce un muon que emite luz".

Los sensores de IceCube, por ejemplo, (el observatorio que le valió el Nobel de Física a Halzen) están a una gran profundidad, para evitar que las señales de neutrinos sean confundidas con otras que no penetran tanto a grandes profundidades, como las producidas por interacciones de rayos cósmicos.

Recompensa

El esfuerzo por detectar neutrinos, no obstante, vale la pena.

Los neutrinos podrían ayudar a resolver grandes enigmas como el de la materia oscura, de la que se compone el 80% del universo pero no se sabe qué es.

"Es probable que la materia oscura se acumule en sitios como el centro de nuestra galaxia o el Sol. Ahí se aniquilaría y emitiría, entre otras cosas, neutrinos", comentó Zornoza.

"Detectar neutrinos de esas fuentes nos daría pistas para entender de qué está hecha la materia oscura".

Y hay otro gran misterio que los neutrinos podrían contribuir a esclarecer: el origen de los rayos cósmicos.

"Hace más de 100 años se descubrieron estos rayos cósmicos que nos llegan a la Tierra, pero aún no hemos entendido de dónde vienen", afirmó Zornoza.

"No tenemos claro donde se están produciendo, pero sabemos que donde se produzcan muy posiblemente se produzcan neutrinos".

"Si somos capaces de detectar esos neutrinos nos pueden ayudar a resolver el misterio ya centenario de qué está produciendo los rayos cósmicos".