Premio Nobel de Física 2026 para un telescopio enterrado a 2 km bajo el hielo del Polo Sur

Los aceleradores de partículas más potentes del universo no están en la Tierra, y durante décadas nadie pudo decir dónde estaban. Francis Halzen fue a buscarlos en un kilómetro cúbico de hielo bajo el Polo Sur, cableado con miles de sensores de luz para atrapar a las partículas más esquivas de la física. La Real Academia Sueca de Ciencias le ha otorgado ahora el Premio Nobel de Física por ese detector y por lo que encontró, y no tiene que compartirlo.

El detector se llama IceCube, y captó los primeros neutrinos de alta energía que se sabe que provienen de mucho más allá del sistema solar. Los neutrinos no tienen carga eléctrica y casi no tienen masa, y unos 65 mil millones de ellos desde el Sol atraviesan la uña de tu dedo meñique cada segundo sin tocar un solo átomo. Como vuelan en línea recta y se deslizan a través del polvo, el gas y los campos magnéticos, los raros neutrinos cósmicos apuntan de vuelta a los violentos lugares donde nacieron. Eso los convierte en un nuevo tipo de telescopio, uno que puede mirar hacia regiones de las que la luz no puede escapar.

Halzen, un físico nacido en Bélgica afiliado a la Universidad de Wisconsin-Madison, fue citado “por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y al descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico”. Es la primera persona en 34 años en ganar el premio de física en solitario, y se queda con los 12 millones de coronas suecas. “Francis Halzen ha liderado un equipo internacional de investigadores e ingenieros que nos han proporcionado un instrumento fantástico. Su tenacidad y su visión científica han allanado el camino para un nuevo tipo de astronomía”, dijo Mark Pearce, presidente del Comité Nobel de Física.

Lectura recomendadaLa partícula fantasma más energética de IceCube surgió de una fábrica de estrellas oculta en el polvo

Por qué se necesita un glaciar para encontrar un acelerador cósmico

El espacio está atravesado por rayos cósmicos, en su mayoría protones desnudos, y algunos llegan con energías hasta un millón de veces superiores a las que cualquier laboratorio en la Tierra puede alcanzar. Algo allá afuera los acelera, quizás estrellas que explotan o los chorros de agujeros negros supermasivos. Los protones no pueden revelar al culpable, porque los campos magnéticos desvían sus trayectorias en el camino, así que para cuando golpean nuestra atmósfera su dirección no significa nada.

Los mismos procesos que aceleran los protones también deberían producir neutrinos, y los campos magnéticos no los desvían. El problema es que los neutrinos casi nunca interactúan con nada. En la rara ocasión en que uno golpea un núcleo atómico, produce una partícula cargada que atraviesa el material y emite un tenue resplandor azul. En un medio transparente, los sensores pueden registrar ese destello y reconstruir de dónde vino el neutrino. Los neutrinos cósmicos son tan raros que se necesita un volumen transparente enorme para atrapar siquiera un puñado.

La idea de Halzen fue que la capa de hielo antártico ya era ese volumen. A gran profundidad está permanentemente oscura, libre de criaturas vivas que interfieran con los detectores oceánicos, baja en radiactividad y geológicamente estable, sin terremotos.

Cómo lo hicieron

El plan sonaba inviable. Los equipos tuvieron que derretir agujeros de más de un kilómetro de profundidad con una perforadora de agua caliente que funciona como una elaborada alcachofa de ducha, y luego bajar cables con sensores de luz al agua antes de que se volviera a congelar. Halzen describe cada sensor como una bombilla al revés: recibe luz y la convierte en una señal eléctrica. Toda la construcción tenía que encajar en el corto verano antártico entre noviembre y febrero.

El primer intento, un arreglo más pequeño llamado AMANDA, casi hundió la idea. A la profundidad donde entraron los primeros sensores, el hielo estaba lleno de pequeñas burbujas de aire que dispersaban la luz en todas direcciones, así que un destello perdía su dirección en medio metro. Más abajo el panorama cambió por completo. Por debajo de unos 1.400 metros, el hielo resultó ser tan claro que la luz de una colisión de neutrinos podía viajar 300 metros, mucho más de lo que nadie esperaba.

IceCube escaló esa lección. Sus 86 cables cuelgan entre 1.450 y 2.450 metros bajo la superficie, separados 125 metros, cada uno con 60 sensores espaciados 17 metros, para un total de 5.160 sensores. El kilómetro cúbico de hielo instrumentado pesa alrededor de mil millones de toneladas. El observatorio es gestionado por la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos y operado por una colaboración de unas 450 personas de 58 instituciones en 14 países.

Los destellos que lo demostraron

La mayor parte de lo que IceCube ve es ruido. Más de 100 millones de muones creados por rayos cósmicos en la atmósfera sobre la Antártida llegan a los sensores cada día, y unos pocos cientos de neutrinos producidos en la atmósfera en el lado opuesto del planeta llegan después de cruzar toda la Tierra. Para aislar la señal cósmica, el equipo trata la capa externa del detector como un escudo de veto y solo retiene los neutrinos que se encienden dentro del núcleo, lejos de los bordes.

Los dos primeros eventos convincentes aparecieron por accidente, durante una búsqueda de partículas aún más energéticas. Cada uno depositó alrededor de un petaelectronvoltio, mil billones de electronvoltios, más de cien veces la energía que el Gran Colisionador de Hadrones da a cada uno de sus protones. Esos dos llevaron al equipo a 28 neutrinos de alta energía en los mismos dos años de datos, y una muestra más grande luego descartó un origen atmosférico con una confianza estadística de 5.7 sigma, por encima de la barra de 5 sigma que los físicos usan para reclamar un descubrimiento.

El salto con respecto a la astronomía de neutrinos anterior es enorme. Los neutrinos que ganaron el premio de física para Raymond Davis Jr y Masatoshi Koshiba provenían del Sol y de una supernova a 160.000 años luz de distancia, con energías alrededor de mil millones de veces menores. El neutrino más energético de IceCube hasta ahora transportó un estimado de 11.4 petaelectronvoltios.

Lo que el premio no resuelve

IceCube demostró que existe un flujo constante de neutrinos cósmicos, pero no ha mostrado de dónde provienen la mayoría. Los mejores candidatos siguen siendo candidatos. Un neutrino llegó desde la dirección de un blázar en llamarada llamado TXS 0506+056, una galaxia cuyo agujero negro dispara un chorro hacia la Tierra, y una búsqueda en datos más antiguos encontró un estallido anterior desde el mismo lugar con 3.5 sigma, muy por debajo de la fuerza de descubrimiento.

La fuente individual más fuerte hasta ahora es la galaxia activa NGC 1068, también conocida como M77, a 46 millones de años luz de distancia en la constelación de Cetus. IceCube contó 79 neutrinos desde su dirección, con 4.2 sigma. El texto de antecedentes del propio comité Nobel dice que esa evidencia aún no es lo suficientemente sólida como para llamar a NGC 1068 una fuente confirmada.

También está la cuestión del crédito. IceCube es obra de cientos de científicos e ingenieros, y el premio de física solo puede ir a individuos. El comité destacó a Halzen como la persona que inventó el concepto, lo diseñó y lo dirigió como investigador principal durante la construcción y operación.

Preguntas frecuentes sobre el Premio Nobel de Física 2026

¿Quién ganó el Premio Nobel de Física 2026?

Francis Halzen, de la Universidad de Wisconsin-Madison, lo ganó en solitario, por su papel decisivo en la construcción del Observatorio de Neutrinos IceCube y por el descubrimiento de neutrinos de alta energía desde el espacio. Nació en Tienen, Bélgica, y recibe los 12 millones de coronas suecas completos.

¿Qué es un neutrino?

Un neutrino es una partícula subatómica sin carga eléctrica y casi sin masa. Interactúa tan débilmente con la materia que miles de millones atraviesan tu cuerpo cada segundo sin ser notados.

¿Cómo detecta IceCube los neutrinos?

Cuando un neutrino golpea un núcleo atómico en el hielo, crea una partícula cargada que emite una tenue luz azul mientras viaja. Más de 5.000 sensores enterrados entre 1.450 y 2.450 metros de profundidad registran el destello, y el patrón de luz revela la energía y la dirección de la partícula.

¿Por qué construir un telescopio de neutrinos en el Polo Sur?

El hielo profundo de la Antártida es extremadamente claro, permanentemente oscuro, libre de organismos vivos y geológicamente estable. La Estación Amundsen-Scott del Polo Sur también proporcionó la logística, la energía y el personal necesarios para perforar agujeros y construir un detector de un kilómetro de ancho.

¿De dónde vienen los neutrinos cósmicos?

Nadie lo sabe con certeza todavía. IceCube ha visto neutrinos desde el plano de nuestra propia Vía Láctea y ha señalado a la galaxia activa NGC 1068 y al blázar TXS 0506+056 como fuentes probables, pero ninguna de ellas explica la mayor parte del flujo.

Cuándo sucedió y qué sigue

Halzen y su colega John G. Learned presentaron por primera vez el concepto del Polo Sur en una conferencia en Polonia en 1988. Halzen recuerda esperar en la Nochebuena de 1993, con la computadora en el regazo, noticias de que el primer cable de AMANDA estaba en el hielo. La Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos aprobó la financiación para IceCube en 2002, el detector se completó en 2011, y la primera evidencia de neutrinos cósmicos se publicó en 2013. Los neutrinos de alta energía de la Vía Láctea llegaron en 2023.

Ya están tomando forma los sucesores: KM3NeT en el Mediterráneo, Baikal-GVD en el lago Baikal, P-ONE frente a la isla de Vancouver y TRIDENT en el mar de China Meridional. En el Polo Sur, se ha comenzado a planificar IceCube-Gen2, que cubriría unos ocho kilómetros cúbicos de hielo. Halzen recibirá su medalla en Estocolmo el 10 de diciembre.

Referencia: IceCube Collaboration, “Evidence for High-Energy Extraterrestrial Neutrinos at the IceCube Detector,” Science, 2013. DOI: 10.1126/science.1242856

Etiquetas: astronomía, Premio Nobel, IceCube, física, Francis Halzen, neutrinos

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