Los detectores de neutrinos no crecen en los árboles. ¿O ellos? Un físico propone que algún día los bosques podrían utilizarse para detectar neutrinos de energía ultraalta.
Árboles podrían actuar como antenas naturales que captan ondas de radio producidas por ciertas interacciones de partículas subatómicas difíciles de detectar, propone el físico de astropartículas Steven Prohira en un artículo presentado el 25 de enero en arXiv.org.
“Es una idea muy interesante”, afirma la física Amy Connolly, de la Universidad Estatal de Ohio en Columbus, que no participó en el estudio. “Esto podría ser… una solución natural que puede haber estado ahí delante de nuestras narices”.
Los neutrinos suelen exigir detectores grandes y sensibles. Esto es especialmente cierto para los detectores diseñados para capturar los neutrinos más raros y de mayor energía que caen sobre la Tierra desde el espacio. Construir detectores tan enormes desde cero es un gran obstáculo.
Pero los físicos de neutrinos de alta energía son conocidos por construir detectores inventivos en entornos naturales. El Observatorio de Neutrinos IceCube busca interacciones de neutrinos utilizando un kilómetro cúbico de hielo antártico, y el Telescopio de Neutrinos de Kilómetro Cúbico, KM3NeT, actualmente en construcción, buscará neutrinos interactuando en el Mar Mediterráneo (SN: 10/04/14). Estos detectores tienen volúmenes lo suficientemente grandes como para permitir la captura de neutrinos raros de alta energía.
Para estudiar neutrinos de energías aún mayores, los científicos pretenden detectar una variedad particular de neutrino, llamada neutrino tau. Cuando un neutrino de este tipo pasa por el interior de la Tierra, puede interactuar y producir una partícula llamada leptón tau. Si ese leptón tau escapa del suelo a la atmósfera terrestre, su desintegración puede producir una lluvia de partículas cargadas que generan ondas de radio. Para detectar estas ondas de radio, los científicos han propuesto detectores como el masivo GRANDIOSO experimento, que utilizaría un total de 200.000 antenas divididas en 20 conjuntos separados en todo el mundo.
Dada la enorme tarea que implica construir ese tipo de detector, “me di cuenta de que sería genial si las antenas ya estuvieran allí”, dice Prohira, de la Universidad de Kansas en Lawrence. Investigaciones anteriores habían demostrado que los árboles pueden captar ondas de radio. Detectar esas ondas de radio requeriría clavar un cable en cada árbol o enrollar una bobina de cable alrededor del tronco de cada árbol y conectarlo a la electrónica para leer las señales.
Aún quedan muchas preguntas por responder para determinar si la técnica es plausible, reconoce Prohira. Los científicos necesitarían estudiar cómo se comportan los árboles ante ondas de radio de muy alta frecuencia, el rango en el que operan los detectores de neutrinos de este tipo. Y las antenas de radio tradicionales se pueden construir con precisión, lo que permite una comprensión detallada de cómo responden a diferentes tipos de señales de radio. Los árboles, por supuesto, no pueden serlo. Por ejemplo, no está claro cómo responderían los árboles a la polarización de las ondas de radio, la orientación de sus movimientos. Además, es necesario investigar el efecto del follaje y, en el caso de los bosques caducifolios, la caída estacional de las hojas.
Aunque la idea es inspiradora, dice el físico Eric Oberla de la Universidad de Chicago, “no está claro si reemplazar las antenas fabricadas con árboles resolverá más problemas de los que podría crear, y estos desafíos del diseño de detectores deberían abordarse más a fondo”.
También sería necesario comprender cualquier impacto que el detector tendría en el bosque. “Un detector de este tipo”, escribe Prohira en el artículo, “debe construirse en armonía y respeto por la naturaleza; de lo contrario, no vale la pena intentar esta idea”.