Despertar con una gran noticia
Esta mañana, Juan Carlos Díaz Vélez, un investigador mexicano, se despertó a las 5:30 y, por curiosidad, decidió consultar la página del New York Times. Para su sorpresa, se encontró con una noticia de última hora: Francis Halzen, su jefe y director del Centro de Astrofísica de Partículas IceCube en la Universidad de Wisconsin-Madison, había recibido el Premio Nobel de Física. “De inmediato empecé a enviar mensajes, solo para darme cuenta de que mis colegas en Europa ya estaban al tanto de la noticia”, comenta Díaz Vélez.
El reconocimiento fue otorgado a Halzen por sus contribuciones decisivas al Observatorio de Neutrinos IceCube y su descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico. Al llegar a la oficina, el ambiente era de celebración; todos estaban sonriendo y felicitándose. “Nos reunimos en la sala de juntas para seguir la conferencia de prensa de Halzen, quien estaba en Italia asistiendo a un congreso. Estamos ansiosos por su regreso para celebrar adecuadamente, aunque seguimos enfocados en nuestra investigación sobre neutrinos, ya que el trabajo nunca se detiene”, subraya Díaz Vélez.
Entendiendo el mundo de los neutrinos
Con el anuncio del Premio Nobel, el interés por IceCube ha crecido, pero, ¿qué son realmente los neutrinos? Díaz Vélez explica que son partículas subatómicas que intervienen en reacciones nucleares dentro de los núcleos atómicos. Se generan a través de la radiactividad en la Tierra y en alimentos como sandías y plátanos, debido a su contenido de potasio-40, así como en nuestro propio organismo.
Por su naturaleza, los neutrinos son neutros y, por lo tanto, pueden atravesar el espacio sin ser desviados por campos magnéticos. “La interacción de los neutrinos con la materia es tan escasa que pueden atravesar la Tierra sin interactuar con ningún átomo. Los neutrinos del Sol son tan numerosos que mil millones de ellos cruzan la uña de un pulgar cada segundo”, añade el científico.
El equipo de Halzen se centra en neutrinos de alta energía provenientes de fuentes distantes, como remanentes de supernovas y agujeros negros. “Estos fenómenos generan campos magnéticos intensos que aceleran partículas como protones a energías colosales. Al colisionar con el medio interestelar, se producen rayos gamma y neutrinos, convirtiéndolos en mensajeros ideales de las fuentes de rayos cósmicos de alta energía”, explica Díaz Vélez.
Descripción del Observatorio IceCube
Ubicado en la base Amundsen-Scott en el Polo Sur, el Observatorio de Neutrinos IceCube se compone de 5,160 sensores ópticos enterrados en el hielo, abarcando un kilómetro cúbico. “A una profundidad de 1.5 kilómetros, el hielo es muy transparente, lo que permite a los sensores capturar la luz generada por los muones, que son resultado de las interacciones de los neutrinos con los átomos del hielo”, señala el investigador.
Díaz Vélez tuvo la oportunidad de participar en la construcción de IceCube en 2010, una experiencia que describe como inolvidable. El observatorio comenzó a funcionar en 2011 y ha logrado importantes avances en la detección de neutrinos astrofísicos, confirmando que provienen de objetos más allá de nuestro sistema solar.
Entre los descubrimientos más relevantes se encuentra la identificación de núcleos activos de galaxias como fuentes de neutrinos. Uno de sus hallazgos más destacados fue la detección de TXS 0506+056, un blazar de alta energía que alberga un agujero negro supermasivo. Este descubrimiento, realizado en colaboración con varios observatorios, abrió nuevas vías de investigación sobre las fuentes de neutrinos de alta energía, incluyendo la observación reciente de la Vía Láctea como una fuente difusa de neutrinos.
Investigación y colaboración internacional
Juan Carlos Díaz Vélez desempeña un papel crucial en la colaboración IceCube como coordinador de productos de datos, supervisando el procesamiento de datos experimentales y la producción de simulaciones. “Mi función principal es coordinar a un equipo de científicos en el análisis de los datos de IceCube, lo que implica calcular la dirección de llegada, la energía y el tipo de partículas detectadas cada 2 milésimas de segundo. Para ello, es necesario simular neutrinos y rayos cósmicos”, explica.
La colaboración IceCube está compuesta por 450 investigadores de 58 instituciones en 14 países, con un centro de operaciones en la Universidad de Wisconsin-Madison y alrededor de 25 latinoamericanos participando en el proyecto. Juan Carlos, quien obtuvo su doctorado en Ciencias Físico-Matemáticas en la Universidad de Guadalajara, también es miembro del grupo de rayos cósmicos del Observatorio de Rayos Gamma de Agua Cherenkov de Gran Altitud (HAWC) en México.
Con el reciente reconocimiento del Premio Nobel, la atención se centra en el trabajo que Díaz Vélez y su equipo realizan en WIPAC y otros proyectos relacionados con rayos cósmicos. “Aunque el premio lleva el nombre de un solo científico, es importante reconocer el esfuerzo colectivo de cientos de colegas. Francis Halzen es un gran líder y una persona generosa, y su pasión ha sido fundamental para el éxito de este experimento”, concluye Díaz Vélez.
