El pasado 6 de octubre de 2026 conocimos el anuncio de la Real Academia de las Ciencias de Suecia de otorgar el premio Nobel en Física a Francis Halzen por su «contribución decisiva al Observatorio IceCube y el descubrimiento de los neutrinos de alta energía de origen astrofísico». Francis Halzen, de origen Belga, posteriormente ciudadano norteamericano, se ha dedicado a la Física de Partículas con interés en los procesos astrofísicos de altas energías. Ha desarrollado la mayor parte de su carrera como profesor en la Universidad de Wisconsin. Quienes hayan estudiado Física de Partículas y de Altas Energías recuerdan su nombre con facilidad, pues es coautor del libro «Quarks and Leptons» una referencia clásica en cursos especializados en el área. Y también está el IceCube. El IceCube es un detector construido en la profundidad del hielo antártico. Hay varias características que lo hacen muy impresionante. El volumen es una de ellas. El detector abarca un volumen neto de 1 km³ de hielo. La profundidad es otra característica llamativa. El volumen sensible se encuentra entre los 1,5 y los 2,5 km de profundidad, donde el hielo es más uniforme y transparente. Los detectores: IceCube es un arreglo de sensores llamados Módulos Ópticos Digitales (DOM) que recogen la luz incidente, la amplifican y generan una señal digital. Hay más de 5000 DOMs en el arreglo. Esta construcción persigue el objetivo de atrapar y caracterizar los neutrinos de alta energía de origen astrofísico. Esto es necesario debido a las propiedades tan llamativas de estas partículas. La humanidad tiene noción de la existencia del neutrino prácticamente desde que se conoce la radioactividad y el decaimiento beta. Sin embargo, dicha evidencia no se expresa en la observación directa del neutrino, sino en un déficit sistemático de energía en el balance de la reacción. Los neutrinos no sienten la interacción eléctrica ni la fuerza nuclear fuerte. Sólo interactúan mediante la fuerza nuclear débil, por lo que sus manifestaciones son sumamente raras. Allá donde hay interacciones nucleares, habrá neutrinos. Para observar neutrinos tratamos de conseguir evidencia indirecta, a través de los productos de algo que funcione como decaimiento beta inverso. La idea es recombinar el neutrino con las partículas adecuadas para lograr una transformación cuyos productos sí podamos observar. Hay varios procesos que pueden suceder si se dispone de suficientes neutrinos y suficientes blancos para colisionar. Un neutrino de alta energía que interactúa con un núcleo presente en su trayectoria puede producir electrones, muones, partículas tau, protones o neutrones. Estas partículas secundarias siguen propagándose en el medio. Sin embargo, a diferencia del neutrino, dejan una evidencia fácilmente reconocible. Cuando las secundarias cargadas tienen suficiente energía cinética para que su velocidad exceda la velocidad de la luz en el medio que se propagan, producen radiación Cherenkov. Este proceso físico es la clave que justifica el diseño del IceCube. Un volumen suficientemente grande para aumentar la probabilidad de tener colisiones. Un medio transparente para aprovechar el efecto Cherenkov. Una red de PMTs energizados esperando el menor destello. Una vez que los DOM recogen la luz Cherenkov, comienza el trabajo de análisis de datos. Es un proceso que recuerda mucho una investigación forense, donde se determina el tipo de proyectil y su trayectoria a partir de las marcas dejadas a su paso. Como IceCube puede determinar la dirección de arribo, decimos que se trata de un telescopio de neutrinos. Sus observaciones aportan datos a una nueva forma de astronomía. La astronomía multimensajeros, que combina observaciones de diferente origen para comprender mejor el comportamiento de objetos celestes. En la astronomía multimensajeros se combinan las observaciones de luz; rayos cósmicos; neutrinos y ondas gravitacionales. El caso de los neutrinos de alta energía es sumamente relevante debido precisamente a su baja probabilidad de interacción. No son absorbidos fácilmente por el polvo o la materia que forma parte del objeto donde se producen, como ocurre con la luz. Y no son desviados por los campos magnéticos galácticos, como le ocurre a los rayos cósmicos. Los neutrinos ofrecen una línea de observación directa con su fuente de origen. En el año 2017 IceCube detectó un neutrino de ultra alta energía. La dirección de la fuente coincidió con el jet de plasma expulsado por un agujero negro super masivo, dirigido hacia nosotros. El blazar TXS 0506+056. Esta observación fue muy relevante pues ayudó a comprender qué clase de objetos producen las partículas más energéticas del universo. IceCube está en funcionamiento desde 2011. Desde entonces ha abierto la puerta a la observación de los neutrinos con las mayores energías conocidas (peta electronvolts), pero también considera el estudio de Rayos Cósmicos, propiedades físicas de los neutrinos, Materia Oscura, estudios del clima y glaciología Sin duda la convicción de Halzen en aprovechar las propiedades del hielo de la Antártida fue decisiva para lograr construir la comunidad, lograr el financiamiento y mantener el impulso para llevarlo a cabo. Este campo de observación y desarrollo ayudará a comprender mejor la estructura del universo y las leyes que lo gobiernan. Escrito por: Prof. José Antonio López Rodríguez[3] Miembro de la colaboración LAGO[4] [1] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2026/press-release/ [2] https://icecube.wisc.edu/science/research/ [3] https://jalop.gitlab.io/pagina_personal_ucv/ [4] https://lagoproject.net/ Navegación de entradas El Premio Nobel de medicina y fisiología 2026 a los desarrolladores de la optogenética
