{"id":208119,"date":"2016-01-05T14:10:02","date_gmt":"2016-01-05T16:10:02","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=208119"},"modified":"2016-04-12T12:40:24","modified_gmt":"2016-04-12T15:40:24","slug":"una-trampa-para-fantasmas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/una-trampa-para-fantasmas\/","title":{"rendered":"Una trampa para fantasmas"},"content":{"rendered":"

\"048-050_Neutrinos_234-01\"<\/a>Dos astrof\u00edsicos de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP) propusieron un mecanismo para explicar d\u00f3nde y c\u00f3mo surgen las part\u00edculas altamente energ\u00e9ticas que se est\u00e1n detectando en un observatorio inmerso en el manto de hielo de la Ant\u00e1rtida. El IceCube, compuesto por 5.160 detectores que forman un cubo de un kil\u00f3metro de arista, registra todos los a\u00f1os decenas de miles de neutrinos, part\u00edculas elementales neutras y casi sin masa provenientes de distintas zonas de la Tierra. Desde que empez\u00f3 a funcionar, en 2010, el IceCube recab\u00f3 informaci\u00f3n de una monta\u00f1a de neutrinos. De todos ellos, 54 se consideraron especiales. Eran part\u00edculas provenientes probablemente de fuera de la galaxia, con un nivel de energ\u00eda sumamente elevado, millones de veces superior al de los neutrinos emitidos por el Sol.<\/p>\n

Los astrof\u00edsicos imaginan que solamente fen\u00f3menos de proporciones c\u00f3smicas colosales, como la muerte explosiva de una estrella de masa elevada, o un agujero negro de masa gigantesca aliment\u00e1ndose, son capaces de producir part\u00edculas con niveles tan altos de energ\u00eda. Sin embargo, hasta ahora no se hab\u00eda encontrado un mecanismo capaz de generar neutrinos como \u00e9sos que llegaron a la Tierra.<\/p>\n

Elisabete de Gouveia Dal Pino, docente del Instituto de Astronom\u00eda, Geof\u00edsica y Ciencias Atmosf\u00e9ricas (IAG) de la USP, y su alumno de doctorado Behrouz Khiali, parecen haber identificado un fen\u00f3meno que podr\u00eda originar esos neutrinos superenerg\u00e9ticos. Para los investigadores, esas part\u00edculas huidizas, a las que ya se les ha dado en llamar part\u00edculas fantasmas, debido a que interact\u00faan raramente con la materia, podr\u00edan surgir como subproducto de un mecanismo f\u00edsico llamado reconexi\u00f3n magn\u00e9tica.<\/p>\n

En ese fen\u00f3meno, l\u00edneas de campos magn\u00e9ticos de sentido contrario, al encontrarse, se aniquilan y liberan la energ\u00eda magn\u00e9tica responsable de acelerar las part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente que est\u00e9n cerca. Es lo que sucede en el Sol, cuando las l\u00edneas magn\u00e9ticas producidas por el gas caliente de la corona se acercan y se anulan, liberando la energ\u00eda que impulsa a las part\u00edculas del viento solar. Esos eventos generan gigantescas manijas o loops<\/em> que pueden observarse mediante telescopios apostados en la Tierra. A juicio de de Gouveia Dal Pino y Khiali, ese mismo fen\u00f3meno ocurrir\u00eda en las cercan\u00edas de agujeros negros con masa elevada. Al fin y al cabo, esos poderosos devoradores de materia reunir\u00edan todas las condiciones necesarias como para que eso sucediese.<\/p>\n

\"048-050_Neutrinos_234-02\"<\/a>Esos agujeros negros acumulan una masa decenas de millones de veces mayor que la del Sol en una regi\u00f3n con entre decenas y centenas de kil\u00f3metros de di\u00e1metro. Objetos tan densos exhiben una gravedad impresionantemente elevada y atraen hacia s\u00ed toda la materia ubicada a su alrededor, que en general se encuentra bajo la forma de gas. Esa materia pasa a moverse alrededor del agujero negro y a caer en su direcci\u00f3n, como el agua que se escurre hacia el desag\u00fce de una pila. La rotaci\u00f3n de esta capa de gas caliente con part\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente \u2012el denominado disco de acreci\u00f3n\u2013 genera campos magn\u00e9ticos en constante movimiento. En ocasiones, las l\u00edneas de esos campos se encuentran con las que est\u00e1n alrededor del agujero negro. Cuando tienen sentidos (polaridad) opuestos, se aniquilan y liberan calor y energ\u00eda, e impulsan a las part\u00edculas cargadas, tales como los protones. Estos protones quedan aprisionados entre las l\u00edneas del campo magn\u00e9tico y adquieren cada vez m\u00e1s energ\u00eda. \u201cImaginamos que sucede algo parecido con lo que ocurre con una pelota de tenis devuelta por jugadores que corren uno al encuentro del otro\u201d, explica Khiali, astrof\u00edsico iran\u00ed que lleg\u00f3 a Brasil para estudiar reconexi\u00f3n magn\u00e9tica con Gouveia Dal Pino. \u201cCon cada rebote, la pelota adquiere una velocidad mayor\u201d. De una manera an\u00e1loga, los protones acumulan energ\u00eda hasta que logran escaparse de los campos magn\u00e9ticos a velocidades cercanas a la de la luz.<\/p>\n

En el camino en direcci\u00f3n al espacio, esos protones acelerados pueden chocarse con otros protones o con part\u00edculas de luz (fotones), ambos abundantes en una vasta regi\u00f3n ubicada en torno del agujero negro, llamada corona. La colisi\u00f3n entre las part\u00edculas las destruye y genera otras. Del choque entre protones o entre un prot\u00f3n y un fot\u00f3n, surgen part\u00edculas menos energ\u00e9ticas y m\u00e1s inestables: los piones, que liberan fotones de rayos gamma y neutrinos (v\u00e9ase la Infograf\u00eda<\/em><\/a>).<\/p>\n

Loa c\u00e1lculos de Khiali y Gouveia Dal Pino sugieren que alrededor de agujeros negros con masa que var\u00eda entre 10 y 1.000 mil millones de soles, la reconexi\u00f3n magn\u00e9tica ser\u00eda capaz de generar protones lo suficientemente energ\u00e9ticos como para producir los neutrinos superenerg\u00e9ticos del IceCube. Anteriormente, Gouveia Dal Pino, Luis Kadowaki y Chandra Singh hab\u00edan verificado que ese mecanismo puede originar los rayos gamma producidos cerca de agujeros negros y sistemas binarios de estrellas.<\/p>\n

La reconexi\u00f3n magn\u00e9tica no es el \u00fanico modelo para explicar los protones acelerados. En 2014, los astrof\u00edsicos italianos Fabrizio Tavecchio y Gabriele Ghisellini hab\u00edan sugerido que esas part\u00edculas podr\u00edan generarse desde los chorros que emanan cerca de los polos de los agujeros negros.<\/p>\n

\"048-050_Neutrinos_234-03\"<\/a>\u201cActualmente, el mecanismo m\u00e1s aceptado para la producci\u00f3n de neutrinos superenerg\u00e9ticos es el choque en la zona de los chorros, pero \u00e9ste no explica los eventos de tan alta energ\u00eda como los detectados en el IceCube\u201d, dice el f\u00edsico Orlando Peres, de la Universidad de Campinas (Unicamp). \u201cPuede ser que esto suceda a trav\u00e9s de la reconexi\u00f3n magn\u00e9tica o de otro mecanismo que a\u00fan no conocemos.\u201d<\/p>\n

Gouveia Dal Pino recuerda otra ventaja de su modelo con relaci\u00f3n a los otros. \u201cAparte de los neutrinos, nuestro mecanismo explica la producci\u00f3n de fotones de rayos gamma altamente energ\u00e9ticos y de rayos c\u00f3smicos que podr\u00edan ser producidos en el vecindario de esos agujeros negros\u201d, afirma la astrof\u00edsica, una de las coordinadoras de la participaci\u00f3n brasile\u00f1a en el Cherenkov Telescope Array (CTA), que montar\u00e1 los conjuntos de telescopios para estudiar rayos gamma de alta energ\u00eda.<\/p>\n

\u201cLa propuesta del equipo del IAG resulta interesante, pero ser\u00eda prematuro decir si est\u00e1 en lo cierto, pues la cantidad de neutrinos detectados es peque\u00f1a y no permite saber de d\u00f3nde vienen\u201d, dice la f\u00edsica Renata Funchal, de la USP, quien estudia los neutrinos con el objetivo de entender c\u00f3mo podr\u00edan interactuar con otras part\u00edculas. \u201cEste modelo podr\u00e1 ponerse a prueba en poco tiempo, en caso de que se concrete la ampliaci\u00f3n del IceCube\u201d, comenta Funchal. Est\u00e1 en los planes duplicar la cantidad de detectores y aumentar o tama\u00f1o del observatorio para formar un cubo con 10 kil\u00f3metros de arista. Esto incrementar\u00eda la probabilidad de registrar part\u00edculas fantasmas tan energ\u00e9ticas. Como \u00e9stas no interact\u00faan pr\u00e1cticamente con nada en el viaje hasta la Tierra, su trayectoria puede revelar de donde vienen. La identificaci\u00f3n del origen de esos neutrinos puede permitir verificar si ese objeto tambi\u00e9n emite fotones de rayos gamma y rayos c\u00f3smicos. \u201cEsto podr\u00eda confirmar el modelo de Gouveia Dal Pino y Khiali y desembocar en una era de una astronom\u00eda de neutrinos, que permitir\u00eda estudiar objetos sin utilizar telescopios de luz\u201d, dice Peres. \u201cPero a\u00fan estamos en mantillas en esto.\u201d<\/p>\n

Proyecto<\/strong>
\nInvestigaci\u00f3n de fen\u00f3menos de altas energ\u00edas y plasmas astrof\u00edsicos: teor\u00edas, simulaciones num\u00e9ricas, observaciones y desarrollo de instrumentaci\u00f3n para el Cherenkov Telescope Array (CTA) (n\u00ba 2013\/10559-5<\/a>); Modalidad <\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico; Investigadora responsable<\/strong> Elisabete Maria de Gouveia Dal Pino (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 9.451.122,83 (para todo el proyecto \u2013 FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/em>KHIALI, B. y DE GOUVEIA DAL PINO, E. M. Very high energy neutrino emission from the core of low luminosity AGNs triggered by magnetic reconnection acceleration.<\/a> Monthly Notices of the Royal Astronomical Society<\/strong>. En prensa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un mecanismo explica el origen de los neutrinos detectados en la Ant\u00e1rtida","protected":false},"author":16,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,296,304],"coauthors":[105],"class_list":["post-208119","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-energia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/208119","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=208119"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/208119\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=208119"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=208119"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=208119"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=208119"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}