Este mapa de las emisiones globales de neutrino señala las concentraciones de elementos radioactivos naturales y la fisión nuclear generada por humanos.
En lo que se refiere a descubrimientos útiles, el neutrino no parecía demasiado prometedor. Estas partículas fantasmales son producidas por el Sol, por elementos radioactivos y por reactores nucleares, y se radian hacia fuera con cero carga, una masa casi imperceptible y una indiferencia casi total hacia la materia.
La semana pasada, unos científicos publicaron un mapa que muestra el aspecto que tendría el mundo si pudiéramos ver los billones y billones de neutrinos que emanan desde la superficie del planeta cada segundo. Resulta que la naturaleza incontenible de los neutrinos es potencialmente mala si se intenta ocultar algo que sucede en una planta nuclear, pero buena si se quiere monitorizar la actividad nuclear de otros. Manchas oscuras del mapa indican los reactores nucleares y las partes de la corteza terrestre ricas en uranio y torio radioactivos que emiten neutrinos al degradarse.
La tecnología para detectar las rutas de los elusivos neutrinos ha ido mejorando continuamente desde la primera detección oficial en 1959 en la planta nuclear del Río Savannah en Georgia (EEUU). Mientras que la mayoría de los detectores se han construido con el objetivo de estudiar la naturaleza y el comportamiento de los neutrinos, los científicos empiezan a plantear su uso para investigar el interior de la Tierra y monitorizar actividades nucleares.
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El mapa, publicado en Nature Scientific Reports, fue creado utilizando señales de neutrinos captadas por dos detectores, uno en Italia y otro en Japón, explica William McDonough, un geofísico de la Universidad de Maryland (EEUU) y un coautor del trabajo. El resto del mapa fue construido utilizando datos sobre la composición y la densidad de la corteza terrestre y la ubicación de los reactores de todo el mundo.
Aparecen manchas oscuras alrededor de las cordilleras donde se produce mucha degradación radioactiva de forma natural, según explica. La cordillera del Himalaya es la responsable de una enorme mancha oscura que aparece sobre el sur de Asia. Algunas de las manchas oscuras representan reactores, especialmente en la zona de Francia. (Técnicamente, las manchas de las plantas nucleares se llaman antineutrinos – la contraparte antimateria de los neutrinos – pero todavía se está estudiando la forma en que estos dos tipos de partículas se diferencian).
Lo que hace que los neutrinos sean detectables es el hecho de que existan tantos. Los detectores emplean tanques de aceite mineral del tamaño de un bloque de pisos, por los que billones de neutrinos pasan sin obstrucciones cada segundo. Pero de vez en cuando, uno de ellos golpea el núcleo de un átomo de hidrógeno de tal forma que aniquila el protón y deja atrás otras partículas – un positrón y una neurona – que registran una señal.
Encontrar reactores clandestinos no es tan importante como monitorizar los que ya se conocen, dice el físico Patrick Huber del Instituto Politécnico y Universidad Estatal de Virginia (EEUU). Los reactores emiten calor, y esto puede ser detectado con facilidad por satélites sensibles a los infrarrojos. Ya se conocía la ubicación de los reactores soviéticos, y ahora sabemos dónde se encuentran en Rusia y Corea del Norte. Lo que no siempre se sabe es cómo y cuándo se están utilizando.
En cualquier país a los que los tratados inte acionales proporcionan acceso, dice Huber, pequeños detectores de neutrinos, del tamaño de una nevera, se podrían colocar cerca para detectar si los reactores se encienden o se apagan de forma inesperada. Afirma además que los neutrinos de distintas fuentes tienen una firma energética distintiva, que puede utilizarse para distinguir entre plutonio y uranio y posiblemente para revelar si alguien ha desviado plutonio de un reactor nuclear.
Un enorme detector de neutrinos también podría resultar útil a la hora de la monitorización global, dice Lindley Winslow, una física de neutrinos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés, EEUU) que no formó parte del equipo del mapa. Hay un megadetector llamado Juno programado para ser operativo en China en 2020, dice, aunque su objetivo principal es contestar algunas preguntas fundamentales acerca de la naturaleza del universo. Afirma que la diferencia entre neutrinos y antineutrinos puede que proporcione respuestas acerca de por qué el universo ha generado más materia que antimateria, permitiendo así la existencia de la Tierra.
Esas grandes preguntas acerca de la naturaleza de nuestra existencia han impulsado el avance de la tecnología de detección de neutrinos, dice Huber, pero está contento de que los esfuerzos también hayan podido hacer avanzar la seguridad nuclear. "Cuando te conviertes en un físico de partículas, das por hecho que lo que hagas permanecerá dentro de una torre de marfil, que todo tratará de una ciencia básica sin aplicaciones prácticas", dice. "Pero como ves, eso no es exactamente cierto".