Un estimado colega nos comparte el presente artículo elaborado en SISSA Medialab, publicado el 20 de marzo de 2025 por Phys.Org (entre otros) y traducido por nosotros para este espacio. Veamos de que se trata.

La gravedad cuántica es el eslabón perdido entre la relatividad general y la mecánica cuántica, la clave aún por descubrir para una teoría unificada capaz de explicar tanto lo infinitamente grande como lo infinitamente pequeño. La solución a este enigma podría residir en el humilde neutrino, una partícula elemental sin carga eléctrica y casi invisible, ya que rara vez interactúa con la materia, atravesando todo en nuestro planeta sin consecuencias.

Por esta misma razón, los neutrinos son difíciles de detectar. Sin embargo, en raras ocasiones, un neutrino puede interactuar, por ejemplo, con moléculas de agua en el fondo del mar. Las partículas emitidas en esta interacción producen un "brillo azul" conocido como radiación de Čerenkov, detectable por instrumentos como KM3NeT.

El KM3NeT (Kilometer Cube Neutrino Telescope) es un gran observatorio submarino diseñado para detectar neutrinos a través de sus interacciones en el agua.

Está dividido en dos detectores, uno de los cuales, ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), se utilizó para esta investigación. Está ubicado frente a la costa de Toulon, Francia, a una profundidad aproximada de 2450 metros.

Sin embargo, la simple observación de neutrinos no basta para extraer conclusiones sobre las propiedades de la gravedad cuántica; también debemos buscar indicios de "decoherencia".

A medida que viajan por el espacio, los neutrinos pueden "oscilar", es decir, cambiar de identidad, un fenómeno que los científicos denominan oscilaciones de sabor (flavor oscillations). La coherencia es una propiedad fundamental de estas oscilaciones: un neutrino no tiene una masa definida, sino que existe como una superposición cuántica de tres estados de masa diferentes. La coherencia mantiene esta superposición bien definida, lo que permite que las oscilaciones ocurran de forma regular y predecible. Sin embargo, los efectos de la gravedad cuántica podrían atenuar o incluso suprimir estas oscilaciones, un fenómeno conocido como "decoherencia".

"Existen varias teorías de la gravedad cuántica que, de alguna manera, predicen este efecto, ya que afirman que el neutrino no es un sistema aislado. Puede interactuar con el entorno", explica Nadja Lessing, física del Instituto de Física Corpuscular de la Universidad de Valencia y autora correspondiente de este estudio, que incluye contribuciones de cientos de investigadores de todo el mundo.

"Desde un punto de vista experimental, sabemos que la señal de esto sería la supresión de las oscilaciones del neutrino". Esto ocurriría porque, durante su viaje hasta nosotros —o más precisamente, hasta los sensores KM3NeT en el fondo del Mediterráneo—, el neutrino podría interactuar con el entorno de una manera que altere o suprima sus oscilaciones.

Sin embargo, en el estudio de Lessing y sus colegas, los neutrinos analizados por el detector submarino KM3NeT/ORCA no mostraron signos de decoherencia, un resultado que aporta información valiosa.

"Esto", explica Lessing, "significa que si la gravedad cuántica altera las oscilaciones de neutrinos, lo hace con una intensidad inferior a los límites de sensibilidad actuales". El estudio ha establecido límites superiores para la intensidad de este efecto, que ahora son más estrictos que los establecidos por experimentos previos con neutrinos atmosféricos. También proporciona indicios para futuras líneas de investigación.

"Encontrar la decoherencia de neutrinos sería un gran logro", afirma Lessing. Hasta el momento, no se ha observado evidencia directa de la gravedad cuántica, razón por la cual los experimentos con neutrinos están atrayendo cada vez más atención. "Ha habido un creciente interés en este tema. Quienes investigan la gravedad cuántica están muy interesados ​​en esto porque probablemente no se pueda explicar la decoherencia con otra cosa".

Fuente: https://phys.org/news/2025-03-mediterranean-neutrino-observatory-limits-quantum.html