Detector frío y señales extra exprés
En una cámara oscura, donde la temperatura está solo cuatro grados por encima del cero absoluto, reposa un cristal de zafiro del tamaño de un grano de arroz. Cuando un neutrino —una partícula fantasma que apenas interactúa con la materia— lo atraviesa, el cristal se estremece y se calienta una fracción insignificante de grado. Esa respuesta térmica es captada por sensores ultraprecisos en los bordes del cristal.
Pero el instrumento no solo oye neutrinos. Por debajo de una energía de unos pocos cientos de electronvoltios (un millón de veces menos que la energía de la picadura de un mosquito) aparece un enjambre de señales extra. Los físicos lo llaman exceso de baja energía y aún no saben qué lo produce. En el nuevo trabajo se pusieron a prueba dos hipótesis: si la culpa era de partículas extrañas que atraviesan el detector, y cómo influye la rapidez con la que el cristal se enfría antes de las mediciones.
La primera hipótesis se descartó: se varió el nivel de ruido externo y el número de señales extra permaneció igual. En cambio, la velocidad de enfriamiento resultó importante. Cuando el cristal se enfriaba despacio, al principio de las mediciones había notablemente menos señales extra. Después, independientemente de las condiciones, su número disminuía siguiendo la misma ley de potencias: algo así como la nieve que se derrite, que primero desaparece rápido y luego cada vez más lento. El exponente resultó idéntico para todos los conjuntos de datos: −0.59 con una incertidumbre de 0.06.
Esto significa que las señales extra nacen en el interior del propio detector y poco a poco se "queman" con el tiempo. Comprender esto ayudará a futuros experimentos a limpiar los datos del fondo y a capturar con mayor precisión los esquivos neutrinos.
Una energía de unos pocos cientos de electronvoltios corresponde a una temperatura de millones de grados si se convierte por partícula, pero en el cristal es solo un diminuto temblor de los átomos.