¿Cómo se atrapa una partícula fantasma? El Nobel de Física 2026

Este martes 6 de octubre, la Real Academia Sueca de Ciencias anunció el Premio Nobel de Física de 2026, y esta vez hay un solo ganador: el belga Francis Halzen, de 82 años, profesor de la Universidad de Wisconsin–Madison. Lo premian por sus contribuciones decisivas al observatorio de neutrinos IceCube y por el descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico. Recibirá 12 millones de coronas suecas.

Le avisaron por teléfono mientras estaba en Italia. "Fue una gran sorpresa y obviamente no lo esperaba", dijo, según la agencia AP.

IceCube es, me parece, uno de los instrumentos más extraños de la física. No es un telescopio con espejos ni una antena. Es un kilómetro cúbico de hielo del Polo Sur, entre 1.450 y 2.450 metros de profundidad, con 5.160 sensores de luz congelados adentro. Sirve para atrapar la partícula más escurridiza que conocemos.

Así que la pregunta de hoy es: ¿cómo se atrapa una partícula que atraviesa la Tierra entera sin chocar con nada, y qué ganamos con atraparla?

¿Qué es un neutrino y por qué le dicen partícula fantasma?

Un neutrino es una partícula elemental sin carga eléctrica y casi sin masa, que casi nunca choca con nada. Según el material divulgativo del Comité Nobel, cada segundo te atraviesan la uña del dedo meñique unos 65.000 millones de neutrinos que vienen del Sol. No sientes ninguno, y tu uña no los detiene.

Piensa en la neblina de madrugada pasando por una reja de jardín. La reja está ahí, sólida, pero la neblina la cruza sin enterarse. Para un neutrino, toda la materia es esa reja: tu cuerpo, una montaña, el planeta. Los átomos están casi vacíos, y el neutrino no tiene carga eléctrica para "agarrarse" de nada.

El equipo de IceCube lo pone en números en su hoja de datos. Unos 100 billones de neutrinos cruzan tu cuerpo cada segundo, pero tendrías que esperar unos 100 años para que uno solo choque con algún átomo de un detector del tamaño de una persona. Y con los neutrinos de alta energía que busca IceCube, la espera sería de unos 100.000 años.

Ahí está el problema. Si quieres ver algo que casi nunca choca, necesitas muchísimo material para que choque.

¿Por qué hace falta un kilómetro cúbico de hielo?

Porque la probabilidad de que un neutrino choque es minúscula, y la única forma de compensarla es poner muchísimos átomos en su camino. Es como la lotería: si cada boleto casi nunca gana, la única estrategia es comprar millones. Un kilómetro cúbico de hielo es un billón de litros de agua congelada, suficiente, dice IceCube, para llenar un millón de piscinas.

Cuando por fin un neutrino choca con un núcleo de un átomo del hielo, aparece una partícula con carga eléctrica que sigue casi la misma dirección del neutrino. Esa partícula sí se puede ver, gracias a un efecto que tiene nombre propio: la luz Cherenkov.

La luz viaja más despacio dentro del hielo que en el vacío, a unas tres cuartas partes de su velocidad máxima. Una partícula muy energética puede ir más rápido que la luz dentro del hielo, aunque nunca más rápido que la luz en el vacío. Cuando eso pasa, deja una estela de luz azulada en forma de cono. Es lo mismo que hace una lancha en un lago tranquilo: si va más rápido que las olas que ella misma produce, detrás se abre una estela en forma de V. La luz Cherenkov es la estela de una lancha, hecha de luz.

Los sensores de IceCube registran ese destello. Halzen los describe como "una bombilla al revés": en lugar de convertir electricidad en luz, convierten luz en una señal eléctrica. Con el momento en que la luz llega a cada sensor, y con cuánta luz llega, se reconstruyen la dirección y la energía de la partícula.

¿Y por qué hielo? Porque a esa profundidad es oscuro siempre, no hay animales que brillen como en el océano, y la zona no tiene terremotos. Pero al principio el hielo casi arruina el proyecto. La parte de arriba estaba llena de burbujas que desviaban la luz. Por debajo de 1.400 metros, en cambio, resultó ser tan transparente que un destello viaja unos 300 metros antes de apagarse, mucho más de lo que nadie esperaba.

Para meter los sensores, el equipo perforó 86 pozos con una manguera de agua caliente que derrite el hielo, una especie de ducha gigante. Cada pozo tomó unas 48 horas y unos 18.000 litros de combustible. Todo se hizo en siete temporadas de verano antártico, entre noviembre y febrero, porque el resto del año no se puede viajar al Polo.

¿Cómo se distingue un neutrino del espacio de todo lo demás?

Aquí está el verdadero reto, y no es atrapar neutrinos. Es reconocerlos entre la basura.

Cuando los rayos cósmicos, partículas que llegan del espacio a altísima velocidad, golpean la atmósfera, producen una lluvia de otras partículas. Algunas son muones, primos pesados del electrón, que atraviesan kilómetros de hielo y dejan su propia estela de luz. IceCube registra unos 275 millones de esas partículas al día. Neutrinos, en cambio, registra unos 275 al día, y casi todos nacieron en la atmósfera de la Tierra, no en el espacio profundo.

Es como intentar oír un susurro que viene de muy lejos en medio de un estadio lleno. Por cada neutrino hay un millón de muones haciendo ruido. Y de esos neutrinos, solo una fracción pequeña viene de fuera del sistema solar.

¿Cómo encuentras el susurro?

¿Por qué un telescopio en el Polo Sur mira hacia el norte?

Usando el planeta como tapón para los oídos. El mejor escudo de IceCube no es el hielo: es la Tierra entera.

Si una partícula llega desde abajo, es decir, después de cruzar el planeta desde el hemisferio norte, no puede ser un muón de la atmósfera. Ningún muón atraviesa miles de kilómetros de roca. Solo un neutrino puede hacer ese viaje, porque la Tierra para él es otra reja de jardín. Así que IceCube, enterrado en el Polo Sur, hace buena parte de su astronomía mirando hacia el cielo del norte, a través del planeta. El Comité Nobel lo resume así: unos cientos de neutrinos al día llegan a IceCube después de atravesar la Tierra.

En mi opinión, es la idea más bonita de todo el proyecto: para ver el cielo, mira al suelo.

El segundo filtro es la energía. Los neutrinos de la atmósfera suelen traer poca energía; los del espacio lejano pueden traer muchísima. En 2012, el equipo anunció dos eventos que bautizó Bert y Ernie, como los personajes de Plaza Sésamo, de alrededor de 1 petaelectronvoltio cada uno. Un petaelectronvoltio son mil teraelectronvoltios. Para que te hagas una idea: en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN, donde trabajé en el experimento CMS, cada protón viaja con 6,8 teraelectronvoltios. Uno solo de esos neutrinos traía unas 150 veces más energía que cada uno de nuestros protones.

En noviembre de 2013, la colaboración IceCube publicó en Science 28 eventos de entre 30 y 1.200 teraelectronvoltios, recogidos entre mayo de 2010 y mayo de 2012. Era la primera evidencia sólida de neutrinos que llegan de fuera del sistema solar. Un par de años después, con más datos, la duda quedó despejada.

¿Por qué importa tanto? Porque los neutrinos viajan en línea recta. Los rayos cósmicos tienen carga eléctrica y los campos magnéticos del espacio los desvían, igual que el campo magnético de la Tierra desvía las partículas del Sol durante una tormenta solar. Cuando un rayo cósmico llega, ya no apunta a su origen. Un neutrino sí apunta. Es un mensajero que no se deja desviar en el camino.

¿Ya sabemos de dónde vienen los neutrinos cósmicos?

No del todo, y creo que esta es la parte más honesta del premio. Sabemos que existen y que llegan de todas direcciones. Lo que todavía no tenemos es un mapa firme de sus fuentes.

En física de partículas, para decir "descubrimos" exigimos cinco sigma, una medida de cuán improbable sería que el resultado fuera pura casualidad. Lo expliqué en detalle en qué es un sigma y cuándo un hallazgo es un descubrimiento. Hasta donde sé, ninguna fuente concreta ha llegado a ese umbral. Estas son las mejores pistas:

• En septiembre de 2017, un neutrino de unos 290 teraelectronvoltios llegó desde la dirección del blazar TXS 0506+056, una galaxia con un agujero negro que dispara un chorro de materia casi hacia nosotros. La coincidencia estaba en unos 3 sigma.
• En 2022, IceCube encontró un exceso de 79 neutrinos en la dirección de la galaxia activa NGC 1068, con 4,2 sigma. El propio Comité Nobel advierte que la evidencia todavía no basta para declararla fuente definitiva.
• En 2023, IceCube vio neutrinos de alta energía viniendo de nuestra propia galaxia, la Vía Láctea, con 4,5 sigma. Ese análisis usó aprendizaje automático, desarrollado por colegas de la Universidad Técnica de Dortmund, para separar mejor las señales del ruido.

Y hay una sorpresa sin resolver. En febrero de 2023, el telescopio KM3NeT, sumergido en el Mediterráneo frente a Sicilia, registró un neutrino de unos 220 petaelectronvoltios, unas 30 veces más que el récord anterior. Lo publicaron en Nature en 2025. Nadie sabe todavía qué lo produjo.

Hay otra discusión que el premio deja abierta. IceCube lo sostienen unos 450 científicos de 58 instituciones en 14 países, según su sitio web, y el Nobel solo puede ir a un máximo de tres personas. El comité eligió a uno. El propio presidente del comité, Mark Pearce, dijo que Halzen lideró "un equipo internacional de investigadores e ingenieros". Como escribí ayer sobre el Nobel de Medicina y la optogenética, la ciencia de este tamaño casi nunca cabe en tres nombres, y mucho menos en uno.

Qué puedes hacer tú, hoy

• Mira la uña de tu dedo meñique y piensa en los 65.000 millones de neutrinos del Sol que la cruzan cada segundo, de día y de noche. De noche llegan igual, después de atravesar la Tierra.
• Si estás en Argentina, o te interesa la pregunta de los rayos cósmicos, visita el portal de datos abiertos del Observatorio Pierre Auger. Este observatorio en Malargüe, Mendoza, cubre 3.000 kilómetros cuadrados con 1.660 detectores y busca el origen de los mismos rayos cósmicos que IceCube persigue con neutrinos. Desde 2021 publica el 10 % de sus datos, con una sección para uso educativo.
• La próxima vez que leas "partícula fantasma" en un titular, pregunta cuántos sigma tiene el resultado. Esa sola pregunta separa una pista de un descubrimiento.

Las personas que bajaron sensores al hielo

Francis Halzen es físico teórico. En los años ochenta oyó que investigadores soviéticos querían captar neutrinos en la Antártida con antenas de radio, y pensó que sensores de luz en el hielo podían funcionar mejor. Presentó la idea en 1988, en una conferencia en Polonia, junto a John Learned, que trabajaba en un proyecto parecido en el océano frente a Hawái. Luego hizo algo más difícil que tener la idea: convenció a otros de que valía la pena congelarse por ella.

La Nochebuena de 1993, cuenta el Comité Nobel, Halzen estaba en la mesa de la cena con el computador en las piernas, esperando un mensaje del Polo: que el primer cable de sensores había quedado en su sitio. Las primeras mediciones fueron decepcionantes por culpa de las burbujas. Siguieron bajando cables más hondo. IceCube quedó completo en 2011, casi un cuarto de siglo después de la idea.

Detrás están los perforadores que pasaban dos días por pozo, los técnicos que tardaban unas 11 horas en conectar y bajar los 60 sensores de cada cable antes de que el agua se volviera a congelar, y los que pasan el invierno en el Polo, meses de noche continua, cuidando el detector. Halzen tampoco piensa jubilarse. "Estoy trabajando en una propuesta y espero que este premio ayude a que la aprueben", dijo hoy. No precisó cuál. La ampliación que planea su colaboración, IceCube-Gen2, tendría ocho kilómetros cúbicos de hielo, ocho veces el detector actual.

Mañana se anuncia el Nobel de Química. Mientras tanto te dejo esta pregunta: si pudieras construir un detector para escuchar una sola cosa del universo, ¿qué querrías oír?