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Los científicos observaron por primera vez la estructura interna de la Tierra usando partículas fantasma: los neutrinos.
Abstract
Los científicos "pesaron" la Tierra con neutrinos, partículas casi imperceptibles que atraviesan el planeta. Como rayos X, iluminan el interior, y por la atenuación del flujo se puede deducir la densidad de las capas. Los resultados coincidieron con los conocidos, pero ahora la geología dispone de un método radicalmente nuevo. ¿Quién iba a pensar que partículas fantasmales pesarían la Tierra?
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Casi cien años atrás, el físico Wolfgang Pauli predijo la existencia de los neutrinos, partículas ligeras que atraviesan la materia como un cuchillo la mantequilla. Solo que mucho más fácil: para detener un solo neutrino, se necesitaría una pared de plomo de un año luz de grosor. Sin embargo, si el neutrino es muy energético, la Tierra ya no es del todo transparente para él, especialmente su denso núcleo de hierro. Eso es precisamente lo que aprovecharon los científicos: así como la sombra de un objeto revela su forma, la atenuación del flujo de neutrinos desveló el interior de nuestro planeta.
Imagina que enciendes una linterna brillante a través de un vidrio empañado. Por lo tenue que se vuelve el haz en distintas partes, puedes adivinar dónde el vidrio es más grueso o está más sucio. La Tierra para los neutrinos es ese mismo vidrio empañado, solo que el haz es una lluvia de partículas del espacio.
Durante más de diez años, el gigantesco detector IceCube, incrustado en el hielo antártico, captó destellos de neutrinos que habían atravesado la Tierra de lado a lado. El detector registró más de trescientos mil de estos eventos. Cuando un neutrino colisionaba con un átomo en el hielo, nacía una partícula cargada que viajaba más rápido que la velocidad de la luz local y provocaba un resplandor azulado. A partir del brillo y la dirección de ese destello, se determinaba la energía del neutrino y cuánto se había atenuado al abrirse paso por las entrañas del planeta. De esta manera se realizó una especie de análisis espectral del planeta: los neutrinos de diferentes energías se atenuaban de manera distinta, revelando capas de diferente densidad: la corteza, el manto y el núcleo.
Los neutrinos más energéticos nos llegan de los eventos más violentos del Universo: de explosiones de supernovas, de púlsares que giran frenéticamente, de colisiones en las cercanías de agujeros negros y de las superficies de estrellas de neutrones. En esencia, el núcleo terrestre es iluminado por catástrofes cósmicas lejanas.
Al final, los científicos construyeron un mapa de la densidad de la Tierra desde la superficie hasta el mismo centro. La masa y el momento de inercia obtenidos coincidieron con los que conocemos por otras mediciones, pero ahora se obtuvieron mediante la interacción débil, descrita con precisión por el Modelo Estándar de la física de partículas. Es como tener otra balanza: no de resorte, sino, digamos, láser; el principio es diferente, pero el número es el mismo. Este método de transiluminación, antes aplicado a las atmósferas de planetas lejanos, se usó por primera vez para mirar dentro de nuestro propio planeta. Así que en el futuro podremos verificar nuestras ideas sobre las entrañas terrestres de forma independiente y, tal vez, precisar por qué la Tierra tiene un campo magnético y Marte no.
🎯 Para detener un solo neutrino se necesitaría una pared de plomo de un año luz de grosor, pero los neutrinos de alta energía son absorbidos a la mitad al atravesar el núcleo terrestre.
