El mapa de los neutrinos del mundo expone la actividad nuclear dondequiera que esté sucediendo

En cuanto a los descubrimientos útiles, el neutrino no parecía prometedor. Estas partículas fantasmales son producidas por el sol, por elementos radiactivos y por reactores nucleares, desde los cuales salen a toda velocidad con carga cero, casi sin masa y con una indiferencia casi total hacia la materia.

Este primer mapa de las emisiones globales de neutrinos destaca las concentraciones de elementos radiactivos naturales y la fisión nuclear provocada por el hombre.

La semana pasada, científicos publicaron un mapa mostrando cómo sería el mundo si pudiéramos ver todos los billones y billones de neutrinos que emanan de la superficie del planeta cada segundo. Resulta que la naturaleza incontenible de los neutrinos es potencialmente mala si intentas ocultar algo que sucede en una planta nuclear, pero es buena si quieres monitorear las actividades nucleares de otras personas. Los puntos oscuros en el mapa indican reactores nucleares y partes de la corteza terrestre ricas en uranio y torio radiactivos, que emiten neutrinos cuando se desintegran.

La tecnología para seguir las huellas de los escurridizos neutrinos ha seguido mejorando desde la primera detección oficial en 1956 en la instalación nuclear de Savannah River en Carolina del Sur. Si bien la mayoría de los detectores se construyeron con el objetivo de estudiar la naturaleza y el comportamiento de los neutrinos, los científicos están comenzando a considerar el uso de detectores de neutrinos para sondear el interior de la Tierra y monitorear las actividades nucleares.

Ver también: Cómo los monitores internacionales detectan armas nucleares y otros rumores

El mapa, publicado en Informes científicos de la naturaleza , se creó utilizando señales de neutrinos capturadas en dos detectores, uno en Italia y otro en Japón, dice William McDonough, geofísico de la Universidad de Maryland y coautor del artículo. El resto del mapa se construyó utilizando datos sobre la composición y densidad de la corteza terrestre y la ubicación de los reactores del mundo.

Aparecen parches oscuros alrededor de las cadenas montañosas donde hay una gran cantidad de descomposición radiactiva natural, dice. Los Himalayas son responsables de una enorme mancha oscura sobre el sur de Asia. Algunos de los puntos oscuros son los reactores, especialmente en Francia. (Técnicamente, los de las plantas de energía nuclear se llaman antineutrinos, la contraparte de antimateria de los neutrinos, pero las diferencias entre los dos tipos de partículas aún se están resolviendo).

Lo que hace que los neutrinos sean detectables es el hecho de que hay muchos de ellos. Los detectores emplean tanques de aceite mineral del tamaño de un edificio de departamentos, a través de los cuales billones de neutrinos pasan sin obstrucciones cada segundo. Pero de vez en cuando, uno de ellos golpea el núcleo de un átomo de hidrógeno, aniquilando un protón y dejando atrás otras partículas, un positrón y un neutrón, que registrarán una señal.

Encontrar reactores clandestinos no es tan importante como monitorear los conocidos, dice el físico Patrick Huber de Virginia Tech. Los reactores emiten calor que se puede detectar fácilmente con satélites sensibles al infrarrojo. Sabíamos dónde están todos los reactores soviéticos y ahora sabemos dónde están en Rusia y Corea del Norte. Lo que no siempre sabemos es cómo y cuándo se utilizan.

En cualquier país donde los tratados internacionales permitan el acceso, dice Huber, se podrían colocar cerca pequeños detectores de neutrinos del tamaño de un refrigerador para revelar si los reactores se encendieron o apagaron inesperadamente. Además, dice, los neutrinos de diferentes fuentes tienen una firma de energía distintiva, y eso puede usarse para distinguir el plutonio del uranio, y posiblemente para revelar si alguien desvió plutonio de un reactor nuclear.

Un enorme detector de neutrinos también podría resultar útil para el monitoreo global, dice Lindley Winslow, un físico de neutrinos del MIT que no formaba parte del grupo del mapa. Hay un megadetector llamado Juno que se planea poner en marcha en China en 2020, dice, aunque su objetivo principal es responder preguntas fundamentales sobre la naturaleza del universo. La diferencia entre neutrinos y antineutrinos puede tener la respuesta de por qué el universo produjo más materia que antimateria, lo que permitió que el mundo existiera, dice ella.

Esas grandes preguntas sobre la naturaleza de la existencia han impulsado el avance de la tecnología de detección de neutrinos, dice Huber, pero está feliz de que el esfuerzo pueda promover la seguridad nuclear. Cuando te conviertes en físico de partículas, asumes que todo lo que haces estará en una torre de marfil... que todo será ciencia básica sin aplicaciones prácticas, dice. Pero como puedes ver, eso no es del todo cierto.

Esta historia se actualizó el 15 de septiembre para corregir el año y el estado de la primera observación del neutrino.

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