El Amanecer de un Gigante Subterráneo (JUNO)
El detector JUNO contiene 20.000 toneladas de líquido en una esfera central. Al ser impactado por un neutrino, el líquido produce un destello de luz que es captado por el conjunto de sensores que rodea la esfera. (Crédito de la imagen: Colaboración JUNO)
Se destaca la puesta en marcha («start-up») del detector de neutrinos más grande del mundo en su categoría: el JUNO. Situado a 700 metros de profundidad en Kaiping, provincia de Guangdong, este coloso de la ingeniería ha comenzado a arrojar sus primeros resultados, descritos como «increíbles» y prometedores. A diferencia de telescopios como IceCube (que utiliza el hielo antártico) o el futuro TRIDENT (en el mar), JUNO es un detector de escintilador líquido, diseñado para captar neutrinos con una precisión energética sin precedentes.
Ingeniería de Vanguardia: La Esfera de Cristal
El corazón de JUNO es una esfera de acrílico transparente de 35,4 metros de diámetro —la más grande jamás construida—, rellena con 20.000 toneladas de líquido centelleante. Este líquido tiene la propiedad de emitir destellos de luz (fotones) cuando un neutrino interactúa con él.
Para capturar estos tenues destellos, la esfera está rodeada por más de 43.000 tubos fotomultiplicadores (PMTs), ojos electrónicos extremadamente sensibles capaces de detectar fotones individuales. El conjunto está sumergido en una piscina de agua ultrapura para protegerlo de la radiación ambiental natural, y su ubicación subterránea filtra la lluvia constante de rayos cósmicos que saturaría los sensores en la superficie.
Objetivo Científico: Resolviendo la Jerarquía de Masas
El objetivo primordial de JUNO, y la razón por la que su puesta en marcha es crítica para la astrofísica moderna, es resolver el problema de la jerarquía de masas de los neutrinos. Sabemos que los neutrinos vienen en tres «sabores» (electrónico, muónico y tauónico) y que oscilan entre ellos, lo que implica que tienen masa. Sin embargo, el Modelo Estándar original predecía que no tenían masa. Desconocemos cuál de los tres estados de masa es el más pesado o el más ligero. JUNO está diseñado específicamente para medir estas oscilaciones con una resolución energética del 3%, suficiente para determinar si la jerarquía es «normal» o «invertida».
Esta respuesta es fundamental para entender la evolución del universo. La jerarquía de masas influye en modelos cosmológicos y es una pieza clave para investigar la violación de CP (Carga-Paridad), que podría explicar por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria.
Resultados Increíbles y Nueva Física
El artículo reporta que los datos preliminares de la fase de arranque confirman que el detector funciona con una sensibilidad excepcional. La transparencia del líquido escintilador y la eficiencia de los fotomultiplicadores han superado las expectativas de diseño. Esto no solo valida la tecnología, sino que asegura que JUNO podrá detectar no solo neutrinos de reactores nucleares cercanos (su fuente principal de calibración), sino también:
- Neutrinos de supernovas: JUNO actuaría como un sistema de alerta temprana ante el colapso de estrellas.
- Geoneutrinos: Partículas emitidas por el uranio y torio en el manto terrestre, ofreciendo una radiografía del interior de la Tierra.
- Protones: La búsqueda de la desintegración del protón, un evento predicho por teorías de Gran Unificación pero nunca observado.
Conclusión
En resumen, la activación de JUNO marca el comienzo de una era dorada para la física de neutrinos. Al operar con una precisión nunca antes vista, este detector no solo refinará nuestro conocimiento del Modelo Estándar, sino que tiene el potencial real de descubrir grietas en él, guiándonos hacia una nueva física que explique los misterios más profundos del cosmos, desde la materia oscura hasta el origen mismo de nuestra existencia material.
