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Un detector subterráneo atrapó las escurridizas partículas del Sol y estableció un nuevo límite para la materia oscura.
En lo profundo de los Apeninos, en un tanque con tres toneladas de xenón líquido, algo tiembla imperceptiblemente cada pocos días. Es un neutrinosolar —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.
Los neutrinos solares no solo son mensajeros del centro de la estrella, sino también un fondo que dificulta la búsqueda de materia oscura. Cuando la sensibilidad del detector alcanza cierto umbral, la señal de los neutrinos se vuelve indistinguible de las hipotéticas partículas de materia oscura: llega la 'niebla de neutrinos'.
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.
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.