Hasta casi dos kilómetros y medio bajo el hielo del Polo Sur, miles de sensores buscan diminutos destellos producidos por una de las partículas más difíciles de detectar de la naturaleza: el neutrino.
Esos sensores forman parte del Observatorio de Neutrinos IceCube, un gigantesco detector construido en las profundidades de la Antártida y pieza central del trabajo que llevó al físico Francis Halzen a recibir el Premio Nobel de Física 2026.
La Real Academia Sueca de Ciencias le otorgó el reconocimiento por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y por el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico.
El hallazgo permitió avanzar hacia una nueva manera de observar el universo. En lugar de depender únicamente de la luz y otras formas de radiación electromagnética, los científicos pueden utilizar neutrinos como mensajeros de fenómenos ocurridos a enormes distancias.
Eric Vázquez Jáuregui, investigador del Instituto de Física de la UNAM y especialista en física experimental de neutrinos y detección de materia oscura, explicó que ahí radica una de las grandes aportaciones de IceCube: estas partículas pueden transportar información sobre algunos de los ambientes más energéticos del cosmos.
¿Qué es un neutrino?
Los neutrinos son partículas fundamentales que no poseen carga eléctrica, tienen una masa extremadamente pequeña e interactúan muy débilmente con la materia.
Se encuentran entre las partículas más abundantes del universo. Cantidades enormes atraviesan constantemente nuestro planeta y nuestros cuerpos sin que podamos percibirlas.
Para dimensionarlo, alrededor de 65 mil millones de neutrinos provenientes del Sol atraviesan cada segundo una superficie equivalente a la uña del dedo meñique.
Precisamente porque interactúan tan poco con la materia son extraordinariamente difíciles de detectar.
Sin embargo, esa misma característica los convierte en mensajeros privilegiados del cosmos. Como no tienen carga eléctrica, sus trayectorias no son desviadas por los campos magnéticos del espacio. Además, pueden atravesar materia y regiones que dificultan la observación mediante otros tipos de radiación.
Por ello, cuando los científicos detectan un neutrino de muy alta energía pueden reconstruir aproximadamente la dirección de la que provino y buscar qué fenómeno astrofísico pudo haberlo producido.
Neutrinos con energías extraordinarias
Una de las claves para comprender la importancia de IceCube está en la energía de las partículas que logró detectar.
Vázquez Jáuregui explicó que los neutrinos astrofísicos observados por el experimento alcanzan energías enormemente superiores a las de los neutrinos provenientes del Sol o de reactores nucleares.
Esto indica que fueron generados en algunos de los ambientes más energéticos del universo.
Entre sus posibles fuentes se encuentran regiones relacionadas con estrellas que explotan y galaxias activas. Los procesos capaces de acelerar partículas a energías extremas también generan neutrinos de alta energía, por lo que éstos pueden proporcionar pistas sobre los llamados aceleradores cósmicos.
El gran problema era encontrar una manera de detectar esas partículas.
Un kilómetro cúbico convertido en observatorio
Desde la década de 1980, Halzen comenzó a explorar la posibilidad de utilizar el hielo antártico para identificar neutrinos provenientes del espacio. En 1988 presentó, junto con otros investigadores, el concepto de instalar un observatorio de neutrinos en el hielo del Polo Sur.
La idea aprovecha lo que ocurre en las escasas ocasiones en que un neutrino interactúa con un núcleo atómico.
Esa interacción produce partículas cargadas que generan un destello de luz azul al desplazarse por el hielo. Sensores extremadamente sensibles pueden registrar esas señales y obtener información sobre la energía y dirección de la partícula original.
Pero para aumentar las probabilidades de observar interacciones tan poco frecuentes era necesario contar con una cantidad gigantesca de materia.
IceCube utiliza aproximadamente un kilómetro cúbico de hielo y cuenta con 5,160 sensores ópticos distribuidos en 86 cables. El observatorio alcanzó su configuración completa en 2011.
Los instrumentos se encuentran aproximadamente entre 1,450 y 2,450 metros bajo la superficie. Para instalarlos fue necesario perforar el hielo mediante agua caliente y descender largas líneas de sensores antes de que el agua volviera a congelarse.
La Antártida ofreció además una característica decisiva. A grandes profundidades, el hielo resultó extraordinariamente puro y transparente, lo que permite que los destellos producidos por las interacciones puedan viajar grandes distancias antes de ser absorbidos.
¿Qué descubrió IceCube?
Los neutrinos no eran desconocidos antes de este experimento.
Desde décadas atrás se habían observado neutrinos procedentes del Sol, de la atmósfera terrestre y de reactores nucleares. En 1987 incluso se registraron neutrinos asociados con la explosión de una supernova en la Gran Nube de Magallanes.
El objetivo de IceCube era diferente: encontrar neutrinos con energías extraordinariamente altas producidos muy lejos de nuestro sistema solar.
En 2013, la colaboración presentó las primeras evidencias de estos neutrinos cósmicos y, tras acumular más información durante los años siguientes, logró establecer con certeza la existencia de neutrinos de origen astrofísico.
Ese descubrimiento fortaleció una nueva forma de estudiar el universo.
La astronomía moderna puede combinar información transportada por diferentes «mensajeros», entre ellos la luz, los rayos gamma, las ondas gravitacionales, los rayos cósmicos y los neutrinos. Es lo que se conoce como astronomía multimensajera.
Los neutrinos tienen una ventaja especial: su trayectoria no es alterada por campos magnéticos.
Los rayos cósmicos, por el contrario, tienen carga eléctrica y son desviados durante su recorrido, por lo que resulta difícil determinar dónde fueron producidos. La radiación gamma también puede interactuar con materia y radiación durante su viaje. Los neutrinos pueden atravesar esas regiones prácticamente sin ser afectados.
Esto permite utilizarlos como señales para buscar algunos de los procesos más violentos y energéticos del universo.
Halzen: convertir una idea en un proyecto internacional
Vázquez Jáuregui destacó también el papel de Francis Halzen para transformar una idea científica extraordinariamente difícil en un proyecto viable.
No bastaba con imaginar un detector en la Antártida. Fue necesario convencer a la comunidad científica, buscar recursos, reunir equipos internacionales y resolver el desafío tecnológico de colocar miles de instrumentos a kilómetros de profundidad.
Alrededor de Halzen se reunió una comunidad de investigadores e ingenieros que trabajó primero en AMANDA, precursor de IceCube, y posteriormente en el observatorio actual.
Para Vázquez Jáuregui, el reconocimiento también permite recordar que los grandes experimentos de la física contemporánea dependen del trabajo de amplias comunidades internacionales de científicos, ingenieros y estudiantes.
La investigación desde la UNAM
El trabajo de Vázquez Jáuregui tiene una relación directa con varios de los problemas científicos relacionados con los neutrinos.
En el Instituto de Física de la UNAM desarrolla investigación en física experimental de neutrinos y detección directa de materia oscura y participa en proyectos internacionales instalados en el laboratorio subterráneo SNOLAB, en Canadá. Entre ellos se encuentra SNO+, dedicado al estudio de los neutrinos.
También trabaja con estudiantes en el diseño y construcción de detectores para experimentos de neutrinos y materia oscura desde la UNAM.
Su relación científica con IceCube tampoco es únicamente temática: ha participado como coautor en investigaciones que combinan resultados de IceCube y PICO para estudiar posibles interacciones de la materia oscura.
Durante la entrevista, Vázquez Jáuregui mencionó que en México la comunidad dedicada a estos problemas aún es muy reducida.
Entre ellos mencionó a Alexis Aguilar Arévalo, del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM, quien trabaja en física experimental de neutrinos y materia oscura y participa en experimentos como CONNIE y Coherent CAPTAIN-Mills.
También señaló el trabajo que desde distintas perspectivas realizan investigadores del Instituto de Física como Manuel Torres, Eduardo Peinado y Mariana Vargas en áreas relacionadas con neutrinos, partículas, materia oscura y cosmología.
Para Vázquez Jáuregui, visibilizar a esta comunidad es importante porque muestra que desde México también se participa en algunas de las preguntas fundamentales de la física contemporánea.
Las preguntas que todavía quedan abiertas
A pesar de décadas de investigación, los neutrinos conservan algunos de sus mayores misterios.
Se sabe que poseen masa, pero todavía existen preguntas sobre su valor absoluto y sobre el orden de las masas de los tres tipos conocidos. Tampoco se ha determinado si el neutrino y su antipartícula son entidades diferentes o si podrían ser la misma partícula.
Comprender mejor sus propiedades podría ayudar a abordar preguntas todavía mayores, entre ellas por qué el universo observable está dominado por materia y no contiene cantidades equivalentes de materia y antimateria.
Y la búsqueda apenas comienza.
Vázquez Jáuregui explicó que una nueva generación de detectores permitirá registrar una cantidad mucho mayor de neutrinos astrofísicos y mejorar la posibilidad de identificar las fuentes que los producen.
IceCube tampoco permanecerá solo. Actualmente existen o se desarrollan otros telescopios de neutrinos que utilizan grandes volúmenes de agua en lugares como el lago Baikal, el Mediterráneo, el mar de China Meridional y la costa occidental de Canadá.
En la Antártida también está prevista una ampliación: IceCube-Gen2, que contempla instrumentar alrededor de ocho kilómetros cúbicos de hielo.
El Nobel de Física 2026 reconoce así mucho más que la construcción de un extraordinario detector.
Con IceCube, partículas capaces de atravesar enormes extensiones de materia casi sin dejar rastro se convirtieron en mensajeros de algunos de los lugares más extremos y lejanos del cosmos. Y con ellas, los científicos cuentan ahora con una nueva manera de preguntarle al universo qué ocurre en regiones que antes resultaban prácticamente inaccesibles.
Con información de la UNAM
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