Unos se forman por reacciones nucleares dentro del Sol; otros, cuando la radiación cósmica incide en la atmósfera terrestre. Los neutrinos son partículas subatómicas sin carga eléctrica, tan rápidos y ligeros que llegó a pensarse que carecían de masa, por lo que se les llamó “fantasmas”.
Esta partícula es abundante en el universo, pero también es la más evasiva y, por eso, es difícil de detectar. De cada 10.000 millones de neutrinos que atraviesan la atmósfera terrestre, solo uno interactúa con un átomo.
De hecho, se creyó que la mayoría de ellos desaparecía antes de entrar a la atmósfera.
Sin embargo, los físicos Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald –trabajando en forma independiente– descubrieron que los neutrinos, al propagarse en el espacio a una velocidad similar a la luz, cambian de forma para asumir la identidad de otra partícula, sea esta electrón, muon o tau. Esa característica solo podría significar una cosa: los neutrinos sí tienen masa.
Ese hallazgo viene a replantear el modelo estándar de la física de partículas (donde sí encaja el bosón de Higgs, que dio el premio Nobel de Física 2013 a François Englert y Peter Higgs).
Claro, para elaborar nuevas teorías, aún falta calcular cuál es la masa de esta escurridiza partícula subatómica y averiguar por qué son tan diferentes a otras.
Pero las observaciones de Kajita y McDonald serán un buen punto de partida para ello.
“En el aspecto más práctico, estas investigaciones permitieron comprender las reacciones de la fusión a nivel del Sol y validar cálculos que, de alguna manera, ayudan a la gente a realizar la fusión en tierra como fuente de energía”, explicó McDonald a medios de prensa.
Por su descubrimiento sobre las oscilaciones de los neutrinos, la Real Academia de las Ciencias Sueca otorgó, este martes, a Kajita (Japón) y McDonald (Canadá) el Premio Nobel de Física 2015 .
“El descubrimiento ha cambiado nuestra forma de entender el funcionamiento interno de la materia y puede ser crucial para nuestra visión del universo”, justificó la Academia.
Kajita utiliza el detector Super-Kamiokande, ubicado en Japón, que consta de un tanque relleno de 50.000 toneladas de agua y paredes forradas por fotodetectores (semejantes a lámparas).
Cuando un neutrino atraviesa el líquido, este interactúa con los electrones en él, causando un destello de luz azul (lo que se conoce como radiación de Cherenkov). Esto facilita observar la trayectoria y propiedades de la “partícula fantasma”.
Gracias al detector japonés, Kajita y su equipo notaron que las partículas sufrían un cambio, ya que pasaban de ser neutrinos muónicos a neutrinos tauónicos.
McDonald, por su parte, trabaja en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO), ubicado en Ontario (Canadá). Allí se miden neutrinos electrónicos, procedentes del Sol, gracias a un tanque de 1.000 toneladas de agua.
De los 60.000 millones de neutrinos por centímetro cuadrado que cada segundo llegan a la Tierra, McDonald y su equipo solo lograron capturar tres por día en dos años de experimento, es decir, un tercio de lo esperado.
Los restantes debieron haber cambiado en el camino, obedeciendo las leyes de la mecánica cuántica.
¿Qué sigue? “Estamos a punto de poner en marcha un experimento (en SNO) para intentar observar las llamadas partículas de materia oscura. Tendremos 10 veces más sensibilidad que lo que han tenido hasta ahora otros experimentos y eso puede producir otro momento eureka”, dijo McDonald.