Hugo Tercas de la Universidad de Lisboa y Carlo Alfisi del Politécnico de Milán han propuesto recientemente el diseño de un nuevo tipo de detector de partículas basado en grafeno que permitiría a los científicos observar neutrinos del Big Bang por primera vez. La física ha buscado durante mucho tiempo y no ha logrado alcanzar un objetivo inalcanzable. Si son correctos, la detección de estos «neutrinos de energía ultra baja» podría permitirnos escudriñar los comienzos del Universo. El trabajo ya está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.

Terças y Alfisi explican que su detector es mucho más pequeño que los actuales porque está hecho de finas láminas de carbón.

Sería alargado y en forma de caja, con un diámetro de sólo unos pocos centímetros y estaría formado por decenas de capas muy finas de grafeno, láminas de carbono de sólo un átomo de espesor.

Los neutrinos son las partículas más pequeñas y difíciles de detectar en el Universo. De hecho, viajan a través de la materia como si no existiera, saltando de planeta en planeta. Actualmente, miles de millones de ellos están pasando por cada centímetro de nuestro cuerpo sin nuestro conocimiento, provenientes del Sol y otras fuentes más distantes. Los neutrinos son extremadamente abundantes, pero no tienen masa y son eléctricamente neutros. Es por eso que observarlos es tan difícil. Para hacerlo, los científicos construyen detectores masivos de un kilómetro de largo o sofisticados laboratorios subterráneos enterrados a miles de metros bajo altas montañas.

Según el estudio, solo se necesitarían unos pocos miles de neutrinos de energía ultrabaja para que el nuevo detector reaccione, lo que provocaría que el carbono entrara en un estado de plasma, similar a un líquido caliente y cargado. Luego, los científicos podrían deducir la velocidad y la masa de los neutrinos incidentes al estudiar el comportamiento del plasma.

Sin embargo, el ‘truco’ solo funciona si el detector es de grafeno. Los electrones de otros materiales, en cambio, no reaccionan de la misma manera, es decir, no se combinan en el plasma tras chocar con neutrinos de baja energía.

“En términos de física, tuvimos que pensar en algo completamente diferente aquí”, explica Terças. Hasta ahora, los científicos solo habían construido detectores para neutrinos extremadamente energéticos. La investigación de Terças y Alfisi propone una nueva forma de ‘escuchar’ el universo.

A pesar de sus beneficios, será difícil crear el nuevo detector basado en grafeno. Terças cree que se requerirán nuevos avances en la ciencia e ingeniería de materiales para lograr esto. Actualmente es difícil hacer hojas de grafeno perfectas de un centímetro de espesor, mucho más de lo que se necesita para el nuevo detector, que tendrá un átomo de espesor. Cualquier falla en las hojas afectaría el comportamiento del plasma, haciendo imposible la detección de neutrinos.

Cuando esté terminado, el nuevo detector será una herramienta valiosa para probar las teorías actuales sobre el Universo primitivo y determinar dónde estaban los neutrinos y qué tan rápido se movían justo después del Big Bang, así como si marcaron los lugares donde se produjo la primera explosión. las galaxias se formarían más tarde.

Fuente: infoespan.com