Qué son los neutrinos de alta energía y por qué su hallazgo le dio al hielo antártico un lugar en el premio Nobel de Física

Los neutrinos de alta energía provenientes de fuentes lejanas del universo atraviesan planetas, edificios y cuerpos humanos casi sin dejar señales. Detectar esas partículas, que viajan por el espacio sin desviarse de su trayectoria, fue posible gracias a un gigantesco observatorio construido dentro del hielo de la Antártida.

Para pensarlo de forma simple, los neutrinos son como mensajes enviados desde lugares remotos del universo dentro de una botella casi transparente: atraviesan todo lo que encuentran sin dejar marcas ni cambiar de rumbo. El desafío consiste en esperar uno de los raros momentos en que ese mensaje golpea un átomo del hielo y produce un pequeño destello.

Por ese avance, el físico belga-estadounidense Francis Halzen recibió el Premio Nobel de Física 2026. La Real Academia Sueca de Ciencias reconoció sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y al descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico.

Los neutrinos son partículas difíciles de detectar

Los neutrinos son partículas elementales que se producen en diversos fenómenos del universo. El Sol los genera de manera constante, pero también pueden surgir en explosiones de estrellas, alrededor de agujeros negros y en otros eventos cósmicos de alta energía.

Su principal particularidad es que casi no interactúan con la materia. Por eso, pueden atravesar la Tierra de un lado a otro sin chocar con un átomo. Esa propiedad hace difícil detectarlos, aunque también los convierte en mensajeros valiosos: si se determina su trayectoria, se puede buscar la zona del espacio de la que llegaron.

Los neutrinos de alta energía tienen otra ventaja para los astrónomos. Como no poseen carga eléctrica, los campos magnéticos del universo no modifican su recorrido. Llegan a la Tierra con información directa sobre su fuente de origen, a diferencia de otras partículas cósmicas que cambian de dirección durante el viaje.

Dicho de otra manera, un neutrino es como una bala diminuta que atraviesa una pared sin hacer un agujero: pasa por la materia casi sin tocarla y sigue adelante. Esa condición vuelve muy difícil encontrarlo, pero también conserva una ventaja: a diferencia de otras partículas que se desvían como una brújula cerca de un imán, los neutrinos mantienen el rumbo desde su fuente. Por eso, cuando IceCube logra detectar uno, los científicos pueden recorrer su trayectoria hacia atrás y buscar el fenómeno cósmico que lo envió.

IceCube usa el hielo antártico como detector

Halzen propuso en 1988 utilizar el hielo profundo del Polo Sur para buscar neutrinos. La idea consistía en aprovechar las raras ocasiones en que una de estas partículas golpea el núcleo de un átomo dentro del hielo.

Según el sitio oficial de IceCube, el observatorio ocupa un kilómetro cúbico de hielo bajo la estación Amundsen-Scott y tiene 5.160 módulos ópticos digitales, distribuidos en 86 cables verticales a profundidades de entre 1.450 y 2.450 metros. Los sensores no ven al neutrino de forma directa: registran los destellos que generan las partículas cargadas producidas después de una interacción.

Ese destello se conoce como radiación de Cherenkov. Se produce cuando las partículas cargadas viajan más rápido que la luz en el hielo —sin superar la velocidad de la luz en el vacío— y emiten una luz azulada. A partir de la intensidad y el momento en que cada sensor recibe la señal, los científicos pueden reconstruir la energía y la dirección del neutrino.

La gran escala del observatorio es necesaria porque estas interacciones son excepcionales. Cuanto mayor es el volumen de hielo bajo vigilancia, mayores son las posibilidades de registrar partículas de alta energía procedentes del espacio.

El hallazgo confirmó un origen más allá del Sistema Solar

Los datos de IceCube permitieron identificar neutrinos con energías demasiado altas para haber sido producidos en la atmósfera terrestre. Los investigadores concluyeron que tenían origen astrofísico, es decir, que llegaban desde fuentes situadas fuera del Sistema Solar.

El hallazgo impulsó una forma de estudiar el cosmos que no depende solo de telescopios que observan luz visible, ondas de radio o rayos X. Los neutrinos pueden cruzar nubes densas de gas y polvo que bloquean otras señales, por lo que aportan información de regiones que resultan difíciles de observar por otros métodos.

IceCube busca confirmar el origen de los rayos cósmicos en el centro de la galaxia

El centro de la Vía Láctea concentra nubes de gas y alberga un agujero negro supermasivo, condiciones que podrían convertirlo en un acelerador natural de partículas. Allí, algunos protones podrían alcanzar energías de hasta petaelectronvoltios, unas 100 veces mayores que las logradas por los aceleradores construidos por el ser humano. Cuando esos protones chocan con el gas circundante, deberían producir al mismo tiempo rayos gamma y neutrinos.

Según un informe reciente, el observatorio HAWC ya detectó rayos gamma en esa región, mientras que IceCube había encontrado previamente indicios de neutrinos procedentes del centro galáctico. Si ambos tipos de señales coincidieran en el mismo lugar, los científicos tendrían una prueba sólida de que allí se aceleran rayos cósmicos a energías extremas.

Sin embargo, el análisis conjunto de la Colaboración IceCube y HAWC, que incorporó 12 años de datos del detector antártico, no identificó una señal de neutrinos con suficiente fuerza estadística. El trabajo permitió establecer un nuevo límite sobre esa posible emisión y orientar futuras búsquedas en el centro de la galaxia. Los resultados fueron enviados para su publicación a la revista científica The Astrophysical Journal Letters.

Mark Pearce, presidente del Comité Nobel de Física, afirmó que Halzen lideró un equipo internacional que aportó “un instrumento fantástico” y sostuvo que su trabajo abrió el camino para un nuevo tipo de astronomía.

Halzen nació en 1944 en Tienen, Bélgica, obtuvo su doctorado en la Universidad Católica de Lovaina y es profesor de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos. IceCube continúa registrando neutrinos para localizar las fuentes cósmicas que los producen y estudiar los fenómenos de mayor energía del universo.