Durante muchos años la única forma que teníamos de saber y entender qué ocurría en el universo era a través de la luz, bien por observación directa o a través de telescopios. Pero hay muchas cosas que el ojo no puede ver, porque se producen en rangos de longitudes de onda que no es capaz de detectar. Muchos de los procesos que se producen en el cosmos son de alta energía y esto es lo que estudia la Física de astropartículas.

Las astropartículas son pequeñas partículas que nos llegan del Universo y que nos ayudan a entender cómo funciona, de qué está hecho y cuáles son los mecanismos que rigen su funcionamiento. Es un campo relativamente reciente de investigación. José Ignacio Illana es investigador del Departamento de Física Teórica y del Cosmos de la Universidad de Granada, especializado en la Física Teórica de Altas Energías.

¿Qué son las astropartículas?

Son como otro mensajero que nos da información del cosmos. Normalmente cuando vemos algo es porque nos llega luz del objeto, y cuando escuchamos algo es porque una onda vibra a través de un medio y nos llega a través del oído. Pero a veces, para conseguir información de objetos muy lejanos utilizamos otros mecanismos. Se llaman así, astropartículas, porque vienen del cosmos.  Las partículas elementales se descubrieron en los rayos cósmicos, luego las hemos reproducido en los aceleradores de partículas, pero son las primeras que empezamos a conocer.

¿De qué están hechas estas astropartículas?

Las astropartículas son electrones, protones y neutrinos que experimentan diferentes tipos de interacciones y nos dan información sobre el objeto que las produce y el medio que atraviesan. Las detectamos de forma distinta a, por ejemplo, la luz, que también está hecha de partículas.

Y, ¿Cómo se detectan?

Las detectamos porque llegan a la tierra. Tenemos instrumentos que son realmente grandes, de hasta un kilómetro cúbico, enterrados en el hielo de la Antártida, o en el mar. Otros tienen miles de kilómetros cuadrados de superficie en el desierto de Argentina. Es impresionante. Como son poco frecuentes estas partículas, hace falta mucha superficie para que llegue alguna de vez en cuando y poder detectarla. También hay satélites que tienen esta función. Hay toda una batería de instrumentos que nos permiten detectar astropartículas y poder trabajar con ellas.

¿Cómo se produce el descubrimiento de las astropartículas?

Un científico detectó una serie de radiaciones que pensaba que venían de la superficie terrestre. Hizo un experimento Se subió en un globo y empezó a subir para comprobar las variaciones de estas radiaciones con la altura. Sorprendentemente vio que no procedían de la tierra porque conforme ascendía, la radiación era más intensa. Por lo tanto, tenía que venir del “cielo”. Realmente todos estamos hechos de estas partículas (electrones, protones, neutrones) pero en el universo se producen otros fenómenos, como las emisiones solares, que desprenden partículas, y eso es lo que intentamos aprovechar, usarlas como mensajeras para hacer astronomía y “ver” objetos que nos expliquen el origen, la evolución y el futuro del universo.

Hace años se inauguró la astronomía de neutrinos; gracias a los neutrinos, vemos en el cielo objetos que antes sólo podíamos ver utilizando los telescopios. En este campo también se estudian las ondas gravitacionales para ver cómo se destruye, por ejemplo, dos agujeros negros. Nunca antes habíamos visto este proceso y ahora estamos empezando a hacerlo. Son nuevas herramientas que usamos para conocer mejor el universo.

¿Qué información aportan?

Pues cosas muy curiosas. Por ejemplo, hay objetos en el cosmos, los blazers, que son núcleos galácticos muy activos que nos manda luz con mucha energía y no sabíamos el origen de estas partículas. No había una correlación entre la fuente y la luz tan intensa que recibíamos. El año pasado con un telescopio de neutrinos en la Antartida se pudo ver la misión de uno de estos blazers y se comprobó que el mecanismo que acelera los rayos cósmicos de muchas energías es el mismo que el que produce la luz muy intensa. Las utilizamos para aprender los mecanismos de creación del cosmos. Y para ver objetos que habitualmente no vemos porque no brillan, como los neutrinos.

¿Hay interés por estos temas en la sociedad?

Hay mucho interés. La prensa se preocupa de estos temas. Hay una demanda social pro entender las cosas fundamentales del cosmos o la genética que generalmente estaban relegadas a expertos. Es una deuda pendiente. La sociedad invierte en ciencia y le debemos explicaciones sobre los logros que conseguimos con ese dinero. Muchas veces son investigaciones fundamentales, no tiene aplicación práctica, solo generan conocimiento, pero este conocimiento nos cambia la perspectiva de las cosas. Nos da una visión del cosmos muy distintas.