En lo profundo de los Apeninos, en un tanque con tres toneladas de xenón líquido, algo tiembla imperceptiblemente cada pocos días. Es un neutrino solar —una partícula fantasma nacida en el infierno termonuclear del Sol— que ha viajado 150 millones de kilómetros a través del vacío y la roca para finalmente chocar con un núcleo de xenón. El detector XENONnT, como un paciente buscador de perlas, ha recolectado durante siete años estos raros destellos de luz y ha acumulado suficientes para afirmar con seguridad: la señal existe.
Los neutrinos casi no interactúan con la materia: billones de estas partículas atraviesan tu cuerpo cada segundo sin tocar un solo átomo. Pero a veces, muy raramente, un neutrino golpea directamente un núcleo de xenón, que rebota como una bola de billar tras el impacto del taco. El destello de luz de ese rebote es el tesoro del detector. En siete años de observaciones, los físicos contaron alrededor de 11 eventos de neutrinos nacidos en la desintegración del boro-8 en el interior del Sol. Esto permitió medir el flujo de neutrinos solares, que coincide con estimaciones anteriores, pero ahora con mejor precisión.
Esta niebla se ha convertido en la principal limitación para la caza de materia oscura ligera. Los científicos aumentaron el tiempo de observación en un 93% en comparación con la búsqueda anterior, pero la sensibilidad a partículas hipotéticas de 5 GeV de masa (aproximadamente como cinco protones) solo creció un 10%. Acumular más datos apenas ayudará: el fondo de neutrinos ya no se puede superar. En cambio, los mismos datos permitieron medir el ángulo de mezcla en la interacción débil a energías ultrabajas, una magnitud que pone a prueba el modelo estándar de la física de partículas. Por ahora todo coincide con la teoría, pero ahora tenemos una regla para medir desviaciones.
Así, un detector subterráneo construido para buscar materia oscura se ha convertido también en una herramienta precisa para estudiar el Sol y las fuerzas fundamentales. Cada fantasma atrapado es a la vez un mensaje del centro de la estrella y un examen riguroso para nuestras ideas sobre el universo.
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2604.06002
We report a 3.3 $$\sigma$$ measurement of coherent elastic neutrino-nucleus scattering from solar $$^8$$B neutrinos using a 6.77 t$$\times$$yr exposure from the XENONnT experiment, inferring a solar $$^8$$B neutrino flux of $$(5_{-2}^{+3})\times 10^6\,\mathrm{cm}^{-2}\mathrm{s}^{-1}$$, consistent with previous measurements. In the presence of the $$^8$$B "neutrino fog", we find no evidence for light dark matter, and observe diminishing returns in sensitivity with increasing exposure. A 93% increase in exposure from the previous search improves the median sensitivity to 5 GeV/$$c^2$$ weakly interacting massive particles-nucleon cross section by 10%. The dataset was also used to measure the weak mixing angle at $$\sim$$ 0.02 GeV/$$c$$ momentum transfer and constrain physics beyond the Standard Model.
Durante los siete años del experimento, alrededor de $10^{28}$ neutrinos solares atravesaron el detector XENONnT, pero solo unos 11 dejaron una huella notable: tan hurañas son estas partículas.
En la novela de Arthur C. Clarke 'Tormenta solar', los neutrinos se usan para comunicarse a través del espesor de la Tierra, casi como en el experimento real, donde las partículas atraviesan montañas sin notarlas.