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Científicos españoles hacen un ‘escáner’ a la Tierra usando neutrinos

Un equipo de la UV y la UB hace una tomografía a partir de partículas fantasma para medir la densidad y núcleo del planeta

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Científicos españoles hacen un ‘escáner’ a la Tierra usando neutrinos
Instalaciones de IceCube en la Antártida

Instalaciones de IceCube en la Antártida NSF

Resumen:

Prácticamente sólo hay una cosa que pueda atravesar la Tierra entera sin alterarla: partículas-fantasma conocidas como neutrinos. Hasta hace poco se pensaba que nunca podríamos detectarlas, porque apenas tienen masa y no se inmutan ante nada, es decir, pasan de largo a través cualquier material, incluido un planeta entero. Pero el descubrimiento de neutrinos superenergéticos en la Antártida hace pensar que algunos pueden quedar atrapados. Y, cual luz en una cámara, sacar una foto del lugar por el que pasan.

Ahora, un equipo científico del CSIC ha realizado la primera tomografía de la Tierra con estas partículas. Es algo parecido a la técnica de escaneado del cerebro mediante PET. Un bombardeo de partículas que permiten tener una instantánea de una o varias láminas interiores de nuestra cabeza. En el caso del planeta, una imagen del interior, lo que ayudará a saber más sobre la densidad y el núcleo terrestre.

El trabajo, publicado hoy en Nature Physics, ha sido elaborado por Andrea Donini y Sergio Palomares, investigadores del Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universidad de Valencia), junto a Jordi Salvadó, actualmente en el Institut de Ciències del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICCUB).

El cubo que atrapa los fantasmas del cosmos

Los neutrinos son de las partículas más abundantes y esquivas del universo, que apenas interactúan con nada. “Para capturarlos hacen falta enormes cantidades de materia, como el IceCube de la Antártida, un experimento diseñado por un consorcio internacional que utiliza un trozo de hielo de un kilómetro cúbico para detectar neutrinos de origen cósmico”, explica en declaraciones a Efe el investigador del IFIC y coautor del estudio Andrea Donini.

Su equipo ya detectó una fuente de neutrinos en un agujero negro supermasivo. Pero no todos los neutrinos vienen de tan lejos. Algunos se generan en la atmósfera terrestre. En 2011, IceCube permitió determinar con precisión la cantidad de neutrinos atmosféricos que surgen del choque entre los rayos cósmicos y la atmósfera, y que son absorbidos por la Tierra.

Es como hacer una radiografía desde todos los puntos posibles.

Y como la distribución de neutrinos desde un punto de la atmósfera hacia abajo es igual en todo el planeta, “se pueden calcular los que llegan de todas las partes, es como hacer una radiografía desde todos los puntos posibles, o como una resonancia nuclear en la que el haz de luz da vueltas para hacer una reconstrucción en todas las direcciones”, detalla el físico.

A partir de estos datos, los autores del estudio han medido cuántos neutrinos se producen en la atmósfera y cuántos llegan a la Tierra, “y los que no han llegado es porque se han encontrado con materia, con masa, y con esa información hemos hecho un mapa de cómo se distribuye la masa en la toda la Tierra”, agrega.

El estudio ayudará a entender mucho mejor cómo se distribuye la materia en el núcleo terrestre, fundamental para aumentar los conocimientos que tenemos sobre el interior de la Tierra. El núcleo tiene una parte interna sólida y otra externa que es líquida: “Cuando la Tierra gira sobre su eje, sus componentes internos también lo hacen. De hecho, el campo magnético terrestre se genera por la fricción entre el núcleo sólido que y el líquido que, al tener densidades distintas, giran a distinta velocidad”, recuerda Donini.

Conocer cómo está distribuida la materia en el núcleo ayuda a entender el campo magnético de la Tierra, que nos protege del Sol.

“Conocer cómo está distribuida la materia en el núcleo es importante para entender el geomagnetismo, la dinámica del campo magnético terrestre (que nos protege del Sol) y cómo funciona”, precisa. La idea de utilizar neutrinos para estudiar el interior del planeta surgió hace casi medio siglo pero hasta la puesta en marcha de IceCube no había ningún instrumento capaz de detectar neutrinos de alta energía en cantidad suficiente para realizar este estudio.

Además, en el primer año del experimento, sus responsables publicaron la información obtenida para que estuviera disponible para toda la comunidad internacional pero “quedan siete años de trabajo por divulgar”, una cantidad de datos que, cuando se hagan públicos, ayudarán a profundizar aún más en el conocimiento del interior del planeta, destaca el físico del IFIC.

“Cuando se utilicen todos los datos del experimento IceCube, tendremos unas precisiones comparables a las que tienen los geofísicos que usan las ondas de los terremotos para medir la distribución de la densidad terrestre”, concluye.