Estudiada desde hace 80 años

AFP
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La Jornada

París.
7 de octubre, 2015

El neutrino, partícula elemental tan enigmática como abundante en el universo, es un verdadero transformador al que los científicos siguen la pista desde hace 80 años, cosechando por el camino varios premios Nobel.

En tanto miles de billones de neutrinos atraviesan cada segundo nuestro cuerpo a la velocidad de la luz sin que sintamos absolutamente nada, el japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur McDonald resolvieron uno de los enigmas que rodean a esta extraña partícula, lo que este martes les significó el Premio Nobel de Física.

Kajita y McDonald obtuvieron este martes el premio por sus históricos descubrimientos sobre el neutrino, partícula cósmica fundamental para comprender el universo y su origen.

Kajita, nacido en 1959, y McDonald, en 1943, han refutado un principio de la física cuántica, admitido durante mucho tiempo, según el cual el neutrino no tenía masa: así, esta revelación supone el triunfo de la materia sobre la antimateria.

Sus trabajos condujeron a la conclusión, de importante alcance, de que sí tienen masa, aunque sea débil, escribe el jurado, que saluda un histórico descubrimiento.

Todo ello permite comprender el funcionamiento interno de la materia y conocer mejor el universo, explicó.

El neutrino, partícula elemental de la materia que podríamos comparar con un fantasma o un camaleón, está mil millones de veces más presente en el universo que cada uno de los elementos del átomo, pero pese a ello es increíblemente difícil detectarlo.

Esa partícula, que intriga a los físicos desde los años 60, está en efecto desprovista de carga eléctrica, lo que le permite atravesar todos los obstáculos.

Su existencia fue formulada desde 1931 por el austriaco Wolfgang Pauli, premio Nobel 1945, y demostrada experimentalmente, 25 años después, por el estadunidense Frederick Reines, quien recibió el galardón sueco en 1995.

En 2002, el Nobel recompensó a un dúo de físicos integrado por el estadunidense Raymond Davis Jr y el japonés Masatoshi Koshiba, que reveló sus famosas oscilaciones: al propagarse en el espacio a una velocidad cercana a la luz, el neutrino tiene la curiosa facultad de metamorfosearse en tres formas o identidades diferentes.

Discrepancia

Sin embargo, hasta ahora el neutrino mantenía aún sus secretos, ya que los científicos discrepaban sobre la masa de esta partícula: algunos la consideraban nula y otros muy débil, inferior a la millonésima parte de la masa del electrón.

Por ello, uno de los grandes desafíos es captar a estos evasivos neutrinos. Así, de cada 10 mil millones de ellos que atraviesan la Tierra, uno solo interactúa con un átomo de nuestro planeta y sería necesario un muro de plomo de un espesor de un año luz para detener a la mitad de estas partículas.

Ahora, Takaaki Kajita, de la Universidad de Tokio, y Arthur McDonald, de la de la Reina en Kingston (Ontario, Canadá), se han puesto de acuerdo con todo el mundo al atrapar neutrinos entre las redes de sus observatorios, el Super-Kamiokande en Japón y el Observatorio de Sudbury en Canadá.

Los científicos lograron probar experimentalmente que los neutrinos son verdaderos camaleones capaces de transformarse e incluso, a veces, volver a su estado inicial.

Emitidos por las estrellas y la atmósfera, los neutrinos también pueden ser creados por la radiactividad beta, como la que generan las centrales nucleares.

Actualmente, tres especies o salvadores de neutrinos (o antipartículas) han sido identificados. El neutrino-electrón, asociado, como su nombre lo dice, a un electrón; el neutrino-muon, asociado a un muon (electrón pesado) y el neutrino-tau, asociado a la partícula tau (electrón aún más pesado).

Este descubrimiento de la oscilación de los neutrinos y de que tienen masa resuelve uno de los más antiguos problemas de la física: el hecho de que el Sol no produzca tantas partículas de esas como debiera. Actualmente, sabemos que se metamorfosean, subrayó Roy Sambles, presidente del Instituto de Física británico en un comunicado.

Estos resultados son ricos en consecuencias para los investigadores, puesto que sacuden el modelo estándar de la física de partículas, que no preveía dotar de masa al neutrino.

Éste es un modelo teórico muy preciso que describe a los componentes de la materia y las fuerzas que actúan sobre ella.

Actualmente, es necesario adaptar este modelo a este nuevo dato, indica Vignaud.

“Quizá sea una puerta abierta para una explicación de la desaparición de la antimateria en el universo tras el Big Bang. Pero se trata de una idea teórica, una especulación que debe confirmarse experimentalmente. Esto será un proceso muy largo”, declaró Jacques Dumarchez, investigador del Centro Nacional de la Investigación Científica francés.

En cambio, no hay aplicaciones concretas a esperar de esta larga investigación, admitió.

En estas últimas décadas, la investigación del neutrino ha sido una verdadera pesquisa policial, de un extremo al otro, y aún no ha terminado, agregó.

Al comienzo de todo, el austriaco Wolfgang Pauli, el padre del neutrino en los años 30, postuló la existencia de estas partículas. Él imaginaba una partícula de carga neutra, difícil de detectar, puesto que estaría desprovista de carga eléctrica.

Pero, en 1956, los estadunidenses Frederick Reines y Clyde Cowan detectaron realmente por primera vez los neutrinos. Reines obtuvo el Premio Nobel de Física de 1995 por el descubrimiento del neutrino, junto a su compatriota Martin Lewis Perl, quien halló el neutrino-tau.

Luego, los también estadunidenses Leon Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger encontratron una nueva especie, el neutrino-muon, por lo que recibieron el mismo galardón en 1988. Perl descubrió al neutrino-tau en los años 90.