¡Nombra ese Neutrino!

¿Nombra ese Neutrino está disponible en otros idiomas?

¡Sí! Con la ayuda de los colaboradores de IceCube y Zooniverse en todo el mundo, hemos realizado traducciones en Holandés, Francés, Alemán, Italiano, y Español. Y el proyecto está disponible en el Inglés original.

¿Qué es IceCube?

IceCube es un telescopio y un detector de partículas que abarca un kilómetro cúbico de hielo cerca del Polo Sur, y estudia neutrinos y otras partículas subatómicas creadas en el espacio exterior.

¿Por qué IceCube está ubicado en el Polo Sur?

La detección de neutrinos de muy alta energía requiere un medio enorme, claro y oscuro. La capa de hielo antártica no solo es prístina y estable, sino que también es uno de los mejores materiales que la naturaleza puede proporcionar para un detector de neutrinos. Gracias a las excelentes propiedades del hielo, la tenue luz creada por partículas subatómicas puede alcanzar los sensores de luz situados a cientos de metros de distancia.

¿Por qué necesitais mi ayuda?

IceCube es a la vez un telescopio astronómico y un detector de partículas de alta precisión. Los patrones de luz producidos por partículas de alta energía que interactúan dentro o cerca de IceCube codifican información que las computadoras pueden procesar. Sin embargo, el ojo humano es extremadamente bueno para reconocer patrones y, quizás lo más importante, para identificar un patrón inesperado. Por eso nos gustaría probar señales que han sido clasificadas previamente por un algoritmo de aprendizaje automático y compararlas con cómo las clasificaría los humanos. Al pedir a voluntarios que examinen algunos de nuestros datos, esperamos mejorar aún más nuestros algoritmos. ¿Quién sabe?, tal vez encuentren patrones de luz extraños que podrían ayudarnos a aprender más sobre IceCube y el Universo en su conjunto.

¿Qué es una señal o suceso?

Los físicos se refieren a una interacción detectada y registrada por los sensores de IceCube como un suceso o señal. Sin embargo, estas interacciones ocurren todo el tiempo, a veces tan juntas en el tiempo que es difícil decidir cuándo empezar a grabar y cuándo parar, o puede que múltiples partículas interactúen al mismo tiempo. Los miembros de IceCube registran un suceso cada vez que ocho sensores vecinos detectan luz dentro de un período de cinco microsegundos. ¡Cada día se registran alrededor de 250 millones de sucesos, aproximadamente 2600 por segundo! Entre ellos se esconden unos cientos de eventos causados por neutrinos. Y una pequeña fracción de esos son neutrinos que provienen directamente de las partes más remotas del Universo.

###¿Qué son los neutrinos? ###
Los neutrinos son partículas fundamentales (no tienen partes internas como los átomos, que tienen electrones, protones y neutrones, por ejemplo), con muy poca masa y sin carga eléctrica. Además de la fuerza gravitacional, los neutrinos interactúan débilmente, pero no sienten la fuerte fuerza nuclear que mantiene unidas a las partículas en el núcleo de un átomo ni interactúan electromagnéticamente. Por esta razón, aunque los neutrinos son la segunda partícula conocida más abundante en el Universo, solo se pueden estudiar de manera indirecta. En IceCube, detectamos neutrinos a través de la luz azul que emiten las partículas cargadas eléctricamente de alta energía producidas cuando un neutrino golpea el núcleo (y, a energías muy altas, un electrón) de un átomo y produce otras partículas, como un muón o un electrón. Hay tres tipos conocidos de neutrinos: neutrinos muónicos, neutrinos electrónicos y neutrinos tau.

¿Qué son los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos son partículas cargadas de alta energía que se originan en el espacio exterior y viajan casi a la velocidad de la luz. La mayoría de ellos son núcleos atómicos, principalmente protones, pero también incluyen electrones, positrones y otras partículas subatómicas. Cuando estas partículas entran en la atmósfera, interactúan, produciendo una lluvia de partículas secundarias en el aire, algunas de las cuales llegan a la superficie terrestre, incluidos muones y neutrinos que llegan a IceCube. Se sabe muy poco sobre los orígenes o las propiedades de los rayos cósmicos de muy alta energía, especialmente aquellos de origen extragaláctico. IceCube los estudia tanto a través de neutrinos de muy alta energía producidos en los mismos entornos donde se producen los rayos cósmicos como a través de muones y neutrinos producidos cuando los rayos cósmicos interactúan con la atmósfera.

¿Por qué son importantes los neutrinos?

Hay muchas razones por las que son importantes. Para la astrofísica, los neutrinos de alta energía que provienen de fuera de nuestro sistema solar son mensajeros cósmicos ideales. Viajan principalmente en línea recta, lo que apunta a sus orígenes, y sus propiedades nos permiten profundizar en los poderosos procesos físicos que los han creado.

¿Qué son las trazas en IceCube?

Cuando un neutrino muónico interactúa en IceCube, crea un muón como partícula secundaria. El muón continúa viajando a través del detector, emitiendo una trayectoria de luz a medida que se mueve. Las trazas son trayectorias rectas de luz que dejan los muones a su paso.

¿Qué son los muones?

Los muones son partículas cargadas, muy similares a los electrones pero aproximadamente 200 veces más pesados. Los muones que detecta IceCube son relativistas, lo que significa que viajan casi a la velocidad de la luz.

¿Cómo se puede saber si un muón fue creado por un neutrino y no por un rayo cósmico en la atmósfera?

Mientras que los neutrinos pueden viajar a través de toda la Tierra, los muones no pueden. Así que mientras los muones pueden viajar hacia IceCube desde el cielo sobre la Antártida, solo los muones de neutrinos que han viajado a través de la Tierra pueden llegar desde el fondo de IceCube. Las interacciones de neutrinos en la Tierra producen un muón que es capaz de generar una señal dentro de IceCube.

¿Qué son las cascadas?

La cascada es un patrón de luz que se expande hacia afuera, creando señales más esféricas en el detector de IceCube. Una cascada es una firma típica de un neutrino electrónico, pero también puede ser causada por otras interacciones. Cuando un neutrino electrónico golpea un núcleo, se transforma en un electrón que interactúa en el detector, produciendo una lluvia de partículas. Estas también viajan a velocidades relativistas produciendo la misma luz azul que los muones. Sin embargo, también interactúan rápidamente, produciendo un patrón de luz más o menos esférico.

¿Qué representan las burbujas de colores en las imágenes de IceCube?

Las burbujas de colores en las señales de IceCube representan la cantidad y la secuencia temporal de la luz detectada por los sensores de IceCube. Las burbujas más grandes indican que se recolectó más luz. El color corresponde a la progresión del tiempo, cambiando a través de los colores del arcoíris a medida que pasa el tiempo, comenzando con rojo para las detecciones tempranas y pasando por verde/azul para las detecciones más tardías.