El neutrino que habla "balleno"

Un experimento submarino diseñado para detectar los neutrinos en el Mediterráneo ha finalizado con el hallazgo de una nueva población de cachalotes.

Hace exactamente 79 años, el 30 de dicembre de 1930, el físico alemán Wolfang Pauli hipotizó por primera vez la existencia del neutrino, una partícula necesaria para explicar la carencia de energia observada en el decaimiento beta. En este proceso nuclear un protón da lugar a un neutrón, un positrón y un neutrino electrónico (o bien un neutrón da lugar a un protón, un electrón y un antineutrino electrónico). En el Cosmos existen dos clases de neutrinos: los de baja energía producidos por el Sol y otros fenómenos cósmicos y los de alta energía generados por cataclismos cósmicos remotos y extremadamente violentos, tales como los agujeros negros, las supernovas o el mismo Big Bang.

Detectar un neutrino es una verdadera hazaña, pues interactúa muy poco con la materia ordinaria (aunque en los últimos años se han hecho pasos de gigante en ese sentido). Los detectores de neutrinos se suelen encontrar en laboratorios subterráneos donde la presencia de la roca que forma la corteza terrestre reduce el efecto de la radiación cósmica, que en caso contrario podría mezclarse con el flujo de neutrinos potencialmente detectable.

De todas formas, se estan estudiando nuevas técnicas para revelar su existencia. Uno de los métodos más vanguardistas es, sin lugar a dudas, el de la detección a través de instrumentos situados en el fondo marino y en el cual muchos investigatores han depositado sus esperanzas. Uno de ellos es Giorgio Riccobene, un físico de partículas del Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear (INFN) de Catania, en Sicilia. En 2002 Riccobene fue el encargado de supervisar la viabilidad del Ocean Noise Detection Experiment (ONDE, por sus siglas en inglés), un experimento que se encuentra a 2.000 metros de profundidad cerca de Catania, con el cual esperaba demostrar que los detectores acústicos (hidrófonos) son capaces de detectar estas partículas subatómicas provenientes del espacio profundo.

Según la teoría, los neutrinos altamente energéticos pueden producir ondas sonoras. De esta forma, al propagarse el sonido en el agua mejor que la luz, un hidrófono posicionado en el fondo marino podría multiplicar las posibilidades de captar estas partículas. Sin embargo, la dificultad mayor es la de aislar la señal de un evento de neutrino de la del ruido producido mayoritariamente por la circulación natural del agua y por el tráfico de los buques.

Para conseguir su objetivo Riccobene pidió la ayuda de Giovanni Pavan, un biólogo marino de la Universidad de Pavía (en el norte de Italia) que fue pionero en la década de los ’80 en la grabación digital de los sonidos emitidos por los mamíferos marinos. Escuchando las grabaciones realizadas a partir de Abril de 2005, lo que mas captó la atención de Pavan fue escuchar unos sonidos cortos que se repetían de forma regular y debidos a la presencia de cachalotes que, comprimiendo el aire a través de su sistema respiratorio, producían unos “clics” sonoros.

Tal como hacen los murciélagos para calcular la distancia que los separa de un obstáculo, estos cetáceos utilizan estas señales para estimar la profundidad del fondo marino y para localizar sus presas. Escuchar estos clics de vez en cuando es algo bastante normal, ya que se encuentran entre los sonidos más fuertes producidos por cualquier animal y pueden viajar hasta 20 kilómetros en el agua. Y pese a que los cachalotes son considerados muy raros en este área del Mediterraneo, los clics seguían apareciendo en los datos de forma repetida.

Poco a poco los dos investigadores vieron aparecer delante de sus ojos un cuadro estadístico muy interesante sobre la población de estos animales, pues habían sido capaces de detectar señales debidas a su comportamiento social. Algunas grabaciones, de hecho, contenían las llamadas “codas”, breves secuencias de clics con un patrón determinado que son emitidos cuando los varones solitarios se reúnen alrededor de un grupo de hembras. El patrón más frecuente para los cachalotes del Mediterráneo es de tipo 3 + 1, es decir, una rápida sucesión de tres clics más uno adicional. Sin embargo, las grabaciones muestran que el tipo más frecuente es del tipo 2 + 1, lo que podría dar pistas sobre el tránsito de ballenas procedentes del exterior de la cuenca mediterránea.

¿Y los neutrinos?

Tras este sorprendente hallazgo, el interés de Riccobene se ha ido desplazando poco a poco de los neutrinos a la manera de producir datos de buena calidad a partir de señales submarinas, convirtiéndose en un verdadero experto en bioacústica. Riccobene sabe ahora que en la profundidad del mar existen muchísimas fuentes que contribuyen al ruido de fondo y para detectar los neutrinos necesitará muchos más datos de los que pudiese haber imaginado antes de esta experiencia.

Fuente: Nature. y Gravedad0