Un telescopio submarino ha analizado 5.828 señales de neutrinos para buscar posibles fallos en uno de los principios fundamentales de Einstein. No ha encontrado ninguno, pero sus resultados estrechan el cerco sobre una física desconocida que podría transformar nuestra comprensión del espacio y el tiempo.
Por Enrique Coperías, periodista científico
Einstein observa sonriente un detector submarino de neutrinos, cuyas mediciones vuelven a poner a prueba las leyes de la relatividad. Ilustración: IA-DALL-E / RexMolón Producciones
A unos 40 kilómetros de la costa francesa de Tolón, en la oscuridad casi absoluta del fondo del mar Mediterráneo, una red de detectores espera pacientemente los destellos de unas partículas capaces de atravesar la Tierra casi sin dejar rastro, como si esta fuera un mero colador. Son los neutrinos, algunos de los componentes más esquivos de la materia. El comportamiento de estas partículas elementales subatómicas ha permitido poner a prueba una de las ideas más profundas de Albert Einstein: que las leyes fundamentales de la física deben tener la misma forma para todos los observadores que se mueven a velocidad constante, independientemente de su orientación o movimiento.
El resultado supone una nueva victoria para la relatividad, aunque con importantes matices. Tras analizar 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos, unas partículas subatómicas extraordinariamente escurridizas que se generan cuando los rayos cósmicos procedentes del espacio chocan con los átomos de la atmósfera terrestre, los investigadores de la colaboración internacional KM3NeT no han encontrado indicios de que se incumpla este principio. Sin embargo, han conseguido establecer nuevos límites sobre posibles desviaciones, acotando los posibles efectos de una física todavía desconocida, que podría manifestarse a escalas extraordinariamente pequeñas.
La investigación, realizada mediante observaciones del telescopio submarino KM3NeT/ORCA y aceptada para su publicación en la revista científica Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), abre nuevas posibilidades para explorar uno de los grandes misterios de la ciencia: cómo reconciliar la teoría de la relatividad con la mecánica cuántica.
Qué han descubierto los científicos sobre las leyes de Einstein
El principal hallazgo es que los neutrinos observados se comportan de acuerdo con las predicciones de la física conocida, sin mostrar señales estadísticamente significativas de una violación de la llamada invariancia de Lorentz. Pero el experimento también ha permitido restringir nuevas formas en las que podría producirse esa ruptura.
La invariancia de Lorentz es una simetría fundamental que establece que las leyes físicas conservan la misma forma para todos los observadores inerciales, es decir, aquellos que se encuentran en reposo o se desplazan con velocidad constante unos respecto de otros. Constituye uno de los fundamentos de la relatividad especial y del modelo estándar de la física de partículas.
Una de las consecuencias de este principio es que la velocidad de la luz en el vacío es la misma para todos esos observadores, independientemente de su movimiento.
Pero ¿y si esta simetría no fuera absolutamente exacta? ¿Y si las leyes conocidas dejaran de funcionar de la misma manera en circunstancias extremas?
La cuestión es crucial porque la física moderna continúa enfrentándose a una contradicción fundamental: la relatividad general describe extraordinariamente bien la gravedad y el universo a gran escala, mientras que la mecánica cuántica gobierna el comportamiento de la materia en el mundo microscópico. Ambas teorías son enormemente eficaces, pero todavía no sabemos cómo integrarlas en una descripción completa de la naturaleza.
Recreación artística del telescopio submarino KM3NeT, con sus líneas de detección y sensores luminosos anclados al fondo del Mediterráneo. Destaca la boya amarilla que mantiene vertical una de las estructuras. Cortesía: Edward Berbee/Nikhef
¿Podría estar formado el espacio-tiempo por unidades diminutas?
Una de las posibilidades que investigan los físicos es que el espacio-tiempo no constituya un escenario perfectamente continuo, como solemos imaginar, sino que posea alguna estructura microscópica.
Ciertas propuestas de gravedad cuántica contemplan que, a escalas próximas a la denominada longitud de Planck, del orden de 10⁻³⁵ metros, nuestras ideas habituales sobre el espacio y el tiempo dejen de ser aplicables.
🗣️ «Todavía no sabemos si nuestro espacio-tiempo es continuo o podría ser discreto —explica Alba Domi, investigadora del Centro Erlangen de Física de Astropartículas (ECAP), de la Universidad Friedrich-Alexander de Erlangen-Núremberg, en Alemania, y una de las responsables del estudio. Y añade en declaraciones recogidas por el SISSA Medialab—: Buscar violaciones de la invariancia de Lorentz es una manera de investigar esta posibilidad».
Conviene aclarar que una estructura microscópica discreta no implicaría necesariamente una ruptura de la simetría de Lorentz. Sin embargo, determinados modelos teóricos sí predicen pequeñas alteraciones que, si se descubrieran, proporcionarían pistas sobre una física que todavía desconocemos.
Por qué los neutrinos permiten poner a prueba la relatividad
Para buscar esas hipotéticas anomalías, los investigadores han recurrido a partículas que tienen una propiedad casi prodigiosa: pueden atravesar enormes cantidades de materia sin interaccionar con ella. De hecho, millones de millones de neutrinos cruzan continuamente nuestro cuerpo sin que percibamos su presencia.
Los neutrinos existen en tres tipos, denominados sabores: electrónico, muónico y tauónico. Cada uno está asociado a una partícula diferente: el neutrino electrónico, al electrón; el muónico, al muón, una partícula semejante al electrón, pero unas 207 veces más pesada; y el tauónico, al tau, todavía más pesado, cuya masa equivale aproximadamente a la de 3.477 electrones. Los tres neutrinos comparten una propiedad extraordinaria: apenas interaccionan con la materia. Pero poseen otra característica todavía más sorprendente: mientras viajan, pueden transformarse de un sabor en otro, mediante un fenómeno cuántico conocido como oscilación de neutrinos.
Esta metamorfosis, confirmada experimentalmente y reconocida con el Nobel de Física de 2015, otorgado conjuntamente al físico japonés Takaaki Kajita y al astrofísico canadiense Arthur B. McDonald, tiene una explicación cuántica relacionada con el hecho de que los neutrinos poseen masa. Las probabilidades de encontrar cada sabor dependen, entre otros factores, de la energía de las partículas y de la distancia recorrida. Gracias a ello, los físicos pueden calcular qué proporciones deberían observar en diferentes condiciones.
Aquí reside la clave del nuevo experimento. Si existiera alguna violación de la invariancia de Lorentz capaz de alterar las oscilaciones, la distribución de los neutrinos detectados podría apartarse de las predicciones de la física conocida. Incluso una desviación minúscula podría hacerse perceptible después de un recorrido suficientemente largo.
Las colisiones de los rayos cósmicos con la atmósfera desencadenan cascadas de partículas secundarias, algunas de cuyas desintegraciones producen neutrinos que viajan en distintas direcciones.
Los neutrinos atmosféricos pueden recorrer distancias muy diferentes antes de alcanzar un detector: desde unas decenas de kilómetros hasta prácticamente el diámetro completo de la Tierra. En esta investigación, sin embargo, los científicos se centraron en las señales de neutrinos que llegaban desde abajo, después de atravesar parte del interior terrestre. Esta estrategia permite aprovechar nuestro planeta como un gigantesco escudo natural frente a otras partículas y convierte a la Tierra en un extraordinario laboratorio para estudiar las oscilaciones de los neutrinos.
Una unidad de detección del telescopio submarino KM3NeT, equipada con sensores ópticos para captar señales de neutrinos, momentos antes de su instalación en el fondo del Mediterráneo.
KM3NeT/ORCA, el telescopio submarino que busca nuevas leyes de la física
El instrumento responsable de la investigación es el KM3NeT/ORCA, un telescopio de neutrinos situado a unos 2.450 metros de profundidad, frente a la costa francesa de Tolón.
No se parece a los telescopios convencionales: carece de espejos y objetivos ópticos orientados hacia el cielo. En su lugar, utiliza líneas verticales de esferas equipadas con sensores luminosos extraordinariamente sensibles.
Cada esfera contiene 31 pequeños tubos fotomultiplicadores capaces de registrar señales muy débiles. Cuando un neutrino interacciona ocasionalmente con la materia del agua o de sus proximidades, puede producir partículas cargadas que emiten un resplandor azulado denominado radiación de Cherenkov.
Este fenómeno se produce cuando una partícula cargada atraviesa un medio más deprisa que la luz en ese mismo medio, sin superar por ello la velocidad de la luz en el vacío. Los destellos permiten reconstruir la energía y la dirección aproximada de las partículas implicadas y, a partir de ellas, obtener información sobre los neutrinos originales.
Los datos utilizados proceden de una etapa inicial del funcionamiento del observatorio, entre enero de 2020 y noviembre de 2021. Entonces, ORCA contaba únicamente con seis líneas de detección, cada una con dieciocho módulos ópticos. Tras seleccionar los periodos de funcionamiento adecuados, los científicos reunieron 510 días de observaciones útiles, equivalentes a unos 1,4 años.
El análisis exigió distinguir las señales de los neutrinos de otras fuentes de ruido, como la radiactividad natural del potasio presente en el agua, la bioluminiscencia de los organismos marinos y las partículas producidas en la atmósfera.
Para reducir estas interferencias, los investigadores aprovecharon una circunstancia singular: a las energías estudiadas, la Tierra deja pasar muchos neutrinos, pero bloquea prácticamente todos los muones atmosféricos que intentan atravesarla. Por eso seleccionaron principalmente señales reconstruidas como procedentes de abajo, es decir, de neutrinos que habían cruzado parte del planeta.
Alba Domi, investigadora de la colaboración KM3NeT, durante una campaña de operaciones marinas para la instalación y supervisión del telescopio de neutrinos ORCA, situado a unos 2.450 metros de profundidad en el Mediterráneo. Cortesía: KM3NeT
Los resultados: Einstein resiste, pero la búsqueda continúa
El equipo de físicos comparó las energías y las direcciones de llegada de los eventos registrados con simulaciones basadas en las oscilaciones convencionales y en posibles desviaciones de la invariancia de Lorentz. También incorporó incertidumbres relacionadas con el detector, las interacciones de las partículas y el flujo de neutrinos atmosféricos.
No apareció ninguna desviación estadísticamente significativa que exigiera recurrir a una física distinta de la conocida.
Pero eso no significa que la investigación haya resultado infructuosa. Por el contrario, ha permitido descartar determinados valores de los parámetros matemáticos que describen hipotéticas violaciones de esta simetría.
Entre los resultados destaca el establecimiento de nuevos límites sobre posibles diferencias entre el comportamiento de los neutrinos muónicos y tauónicos. Para uno de los coeficientes que describen posibles alteraciones de las oscilaciones entre ambos sabores, el equipo estableció un límite superior de 4,8 × 10⁻²⁴ gigaelectronvoltios (GeV), con un nivel de confianza del 95 %, dentro del modelo analizado.
¿Y qué significa esto? Que, si existiera algún mecanismo físico desconocido capaz de alterar las transformaciones entre ambos tipos de neutrinos, su influencia tendría que ser extraordinariamente pequeña. De ser mayor que el límite establecido, habría provocado desviaciones respecto al comportamiento esperado que los científicos no han observado. En otras palabras, los investigadores han reducido todavía más el margen en el que podría esconderse una nueva física capaz de desafiar uno de los principios fundamentales de Einstein.
En particular, el estudio proporciona las primeras restricciones experimentales sobre ciertas combinaciones de parámetros que describen diferencias entre esos sabores sin necesidad de suponer qué proporción de neutrinos de cada tipo había al salir de fuentes astronómicas lejanas.
El resultado es relevante, porque esas proporciones iniciales no siempre se conocen con precisión, lo que introduce incertidumbres en otros análisis. Además, los límites obtenidos resultan competitivos con los de investigaciones realizadas durante periodos mucho más prolongados por observatorios como el Super-Kamiokande, en Japón, y el IceCube, instalado en el hielo antártico.
🗣️ «Estos resultados demuestran el potencial del KM3NeT/ORCA para poner a prueba principios fundamentales de la física, incluso con un detector relativamente pequeño —asegura Lukas Hennig, investigador doctoral del ECAP y otro de los responsables del trabajo—. Con más datos y un detector en expansión, podremos buscar efectos todavía más pequeños».
Los autores del estudio subrayan, no obstante, que sus conclusiones se refieren a una familia concreta de posibles violaciones, las denominadas isótropas, y que en los ajustes se examina cada parámetro por separado. Por tanto, el experimento no demuestra que todas las formas imaginables de violación de la invariancia de Lorentz sean imposibles.
⏱️ Lo más importante del experimento, en 30 segundos
Un telescopio submarino ha puesto a prueba uno de los principios fundamentales de Einstein. Estas son las claves para entender qué han descubierto los científicos y por qué importa.
Posibles violaciones de la invariancia de Lorentz, una simetría fundamental de la relatividad de Einstein.
Analizando 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos registrados por el telescopio submarino KM3NeT/ORCA durante 510 días de observación.
Ninguna anomalía estadísticamente significativa, pero sí nuevos límites experimentales sobre posibles alteraciones de las oscilaciones de neutrinos.
Permite restringir hipótesis sobre una posible física más allá del modelo estándar y abre nuevas vías para investigar la gravedad cuántica.
Fuente: Colaboración KM3NeT · Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), 2026.
Otros estudios recientes buscan fisuras en la relatividad de Einstein
La investigación se incorpora a una línea científica que está cobrando fuerza gracias a los grandes observatorios de neutrinos.
En febrero de 2025, el detector KM3NeT/ARCA, situado a unos 3.500 metros de profundidad frente a Sicilia, protagonizó un hallazgo excepcional: la identificación de una señal asociada a un neutrino cósmico cuya energía estimada alcanzaba los 220 petaelectronvoltios, la más alta registrada hasta entonces.
Aquel descubrimiento, publicado en Nature, abrió una oportunidad para someter a pruebas todavía más exigentes algunos principios fundamentales.
De hecho, en noviembre de 2025, otro estudio de la colaboración KM3NeT, aparecido en Communications Physics, utilizó ese neutrino para establecer una restricción especialmente rigurosa sobre la posibilidad de que estas partículas pudieran propagarse más deprisa que la luz en el vacío, bajo determinadas hipótesis sobre su origen.
Más recientemente, en septiembre de 2026, Rodrigo Sasse, Rodrigo Guedes Lang y Rita de Cássia dos Anjos publicaron en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society otro análisis relacionado con aquel neutrino extraordinario. Los investigadores estudiaron cómo determinadas violaciones de la simetría de Lorentz podrían modificar el espectro energético de los neutrinos de origen cosmológico.
Aunque los datos disponibles todavía no permiten establecer una restricción estadística formal mediante ese método, el trabajo identifica escenarios que podrán ponerse a prueba con futuras observaciones.
Las estrategias son complementarias. Mientras el ORCA examina las oscilaciones de neutrinos atmosféricos de energías relativamente bajas, el ARCA permite explorar neutrinos mucho más energéticos, potencialmente capaces de transportar información acumulada durante viajes de millones o incluso miles de millones de años.
«ARCA podría estar especialmente bien preparado para este tipo de investigación, pero todavía no disponemos de suficientes eventos de neutrinos astrofísicos para realizar un análisis semejante», reconoce Domi.
La importancia creciente de esta nueva forma de observar el universo recibió un reconocimiento histórico el pasado 6 de octubre, cuando el Nobel de Física de 2026 fue concedido al físico Francis Halzen por sus contribuciones decisivas al observatorio IceCube y al descubrimiento de neutrinos de alta energía de origen astrofísico.
¿Podrían los futuros experimentos demostrar que Einstein estaba equivocado?
Los resultados actuales no han identificado ninguna fisura en la relatividad, pero tampoco permiten descartar que algunas desviaciones extremadamente pequeñas puedan descubrirse en el futuro.
La ampliación del KM3NeT/ORCA proporcionará un mayor número de detecciones y mejorará la precisión de las medidas. Por su parte, el KM3NeT/ARCA podría abrir una ventana complementaria mediante el estudio de neutrinos procedentes de fenómenos astrofísicos extremos.
El objetivo no es únicamente confirmar las teorías existentes, sino encontrar posibles anomalías que indiquen dónde dejan de describir completamente la naturaleza.
Por ahora, Einstein sigue resistiendo estas pruebas. Pero el verdadero interés de la investigación consiste en perfeccionar los experimentos hasta alcanzar regiones donde podrían esconderse fenómenos desconocidos.
En las profundidades del Mediterráneo, cada destello de luz ofrece una nueva oportunidad de descubrir una anomalía. Y aunque ninguna haya aparecido todavía, cada nuevo límite experimental estrecha el territorio donde podría esconderse una física que vaya más allá de Einstein.▪️(4 de noviembre de 2026)
❓ Einstein, los neutrinos y KM3NeT: preguntas frecuentes
¿Qué han descubierto los científicos en el fondo del Mediterráneo? ¿Podrían los neutrinos demostrar que Einstein estaba equivocado? Respondemos a seis preguntas esenciales para comprender el experimento y su importancia para el futuro de la física.
¿Qué principio de Einstein se ha puesto a prueba en el Mediterráneo?
La invariancia de Lorentz, una simetría fundamental de la relatividad que establece que las leyes de la física tienen la misma forma para todos los observadores inerciales, independientemente de su orientación y movimiento uniforme.
¿Qué ha descubierto el telescopio KM3NeT/ORCA?
Tras analizar 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos, los investigadores no han encontrado pruebas de una violación de la invariancia de Lorentz. Sin embargo, han establecido nuevos límites experimentales sobre determinadas alteraciones hipotéticas de las oscilaciones de neutrinos.
¿Por qué se utilizan neutrinos para comprobar la relatividad?
Porque apenas interaccionan con la materia y pueden recorrer enormes distancias, incluso a través de la Tierra. Además, cambian de sabor durante su propagación, un fenómeno cuyas probabilidades pueden calcularse y compararse con las observaciones experimentales.
¿Significa este estudio que Einstein tenía razón en todo?
No. Los resultados refuerzan la validez de la invariancia de Lorentz en los escenarios examinados, pero no descartan todas las posibles desviaciones ni resuelven el problema de reconciliar la relatividad general con la mecánica cuántica.
¿Qué diferencia existe entre KM3NeT/ORCA y KM3NeT/ARCA?
ORCA está situado a unos 2.450 metros de profundidad frente a Tolón, Francia, y estudia principalmente neutrinos atmosféricos y sus oscilaciones. ARCA se encuentra a unos 3.500 metros de profundidad, frente a Sicilia, Italia, y se especializa en neutrinos de energías mucho más elevadas procedentes del universo.
¿Qué ocurriría si se descubriera una violación de la invariancia de Lorentz?
Sería un descubrimiento fundamental que obligaría a revisar aspectos de nuestra comprensión del espacio-tiempo. Podría proporcionar indicios de una física más allá del modelo estándar y ayudar a investigar teorías que intentan relacionar la gravedad con la física cuántica.
Fuente científica: Colaboración KM3NeT, 2026 . Investigación aceptada para su publicación en Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP).
Información facilitada por el SISSA Medialab
Fuente: KM3NeT Collaboration. Atmospheric neutrino constraints on Lorentz invariance violation with the first six detection units of KM3NeT/ORCA. arXiv (2026). DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2603.04264
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