Los neutrinos son minúsculos

Los neutrinos son minúsculos. De hecho, nos acostumbramos a leer titulares sobre la equivalencia de sus masas y si realmente se igualaban a cero o no. Los físicos nos dicen que aunque bien cercana a cero, sí tienen masa. Recientemente, estas interesantes partículas subatómicas que nos cruzan sin interactuar con nuestras masas todo el tiempo, fueron muy famosas debido a un estudio elaborado por un equipo italiano que publicó que su velocidad era más rápida que la de un fotón. Ustedes ya saben, fue un puñetazo directo a la teoría de la relatividad, algo tendría que andar mal porque ninguna partícula con masa puede viajar más rápido que la luz.

En aquel experimento, los neutrinos corrieron 730 kilómetros desde el conocido laboratorio físico CERN hasta un detector bajo tierra en el laboratorio Gran Sasso. El equipo italiano, con un programa conocido como OPERA, reportó entonces sobre estos veloces neutrinos y requirieron, en seguida, que otros estudios confirmaran sus increíbles resultados: los neutrinos arribaron 60 nanosegundos más rápido que la luz viajando en el vacío. De acuerdo con el Universo que conocemos, ‘diseñado’ por el cerebro de Albert Einstein, los neutrinos superlumínicos no deberían de existir.

Pues bien, otros experimentos han sido elaborados en base a esta imposible capacidad. Los científicos explican el asunto desde sus inicios, por ejemplo, ¿de dónde sacaron esos neutrinos que resultaron tan veloces? Sucede que en estos gigantescos laboratorios donde se estudia lo más pequeño, se obtienen colisiones de partículas para descomponerlas y ver cuáles otras llevan dentro. Los neutrinos se extrajeron de choques de alta energía entre protones en un blanco estacionario, esta colisión produjo un pulso de piones, partículas inestables que guiaron magnéticamente por un largo túnel donde fueron decayendo y convirtiéndose en muones y neutrinos. 

“Los muones fueron detenidos dentro del túnel pero los neutrinos, que traspasan las paredes como si fueran fantasmas, atravesaron la barrera y desaparecieron en dirección al Gran Sasso”, explica Ramanath Cowsik, profesor de física en la Universidad de Washington en St. Louis. El equipo de Cowsik acaba de publicar un problema que, al parecer, demuestra que los neutrinos no pudieron viajar tan rápido. “Hemos investigado si el decaimiento de un pión podría producir neutrinos superlumínicos, asumiendo que la energía y el momento son conservados”.

Los físicos se pusieron a trabajar y a pensar, a ver si era posible que neutrinos con esa acelerada velocidad pudieran salir de estos piones. Cowsik explica que los neutrinos veloces de OPERA tenían energías de unos 17 giga-electrón voltios, en otras palabras, mucha energía y poca masa, es decir, podían ir realmente rápido, pero, ¿más rápido que los fotones?

“Hemos demostrado con este experimento que para que un neutrino salido de un pión sea más rápido que la luz, el tiempo de vida del pión tendría que ser más largo y el neutrino llevaría una fracción de esta energía que sería compartida entre el muón y el neutrino. Más aún, estas dificultades se harían mayores mientras más alta sea la energía del pión”, afirma.

Cowsik asegura que el experimento que comprueba esta teoría ha sido elaborado, varias veces, en el observatorio de neutrinos conocido como Cubo de Hielo, IceCube, en Antártida, que detecta neutrinos cuando colisionan con otras partículas, generando muones que dejan relámpagos de luz cuando viajan por el claro y grueso hielo de la Antártida, allá en el Polo Sur. De hecho, otro artículo, publicado en octubre por el diario Cartas de Revisión en la Física (Physical Reviews Letters), mostraba que los neutrinos más rápidos que la luz irradiarían velozmente energía en forma de pares de electrones y positrones. Lo que refuta, también, su alta velocidad.

“IceCube ha visto neutrinos con energía 10,000 veces más altas que las creadas por el experimento de OPERA y se espera que las energías de los piones padres sean así mismo de altas. Cálculos simples basados en la conservación de energía y momento, dicta que el tiempo de vida de esos piones debería de haber sido mucho más largo para que puedan decaer en un neutrino superlumínico. Es muy difícil”, dice.

Los investigadores dicen que respetan al equipo italiano de OPERA que hizo todo lo posible por encontrar un error en sus mediciones. Publicar los resultados de neutrinos más rápidos que la luz y pedir que otros científicos lo confirmen o lo refuten es lo que debían hacer. Así es como funciona la ciencia.

Los resultados fueron publicados en el diario Cartas de Revisión en la Física: http://prl.aps.org/

Universidad de Washington en St. Louis: http://www.wustl.edu/

Centro de física CERN: http://public.web.cern.ch/public/

Programa OPERA: http://www.nu.to.infn.it/exp/all/opera/

IceCube Antártida, observatorio de neutrinos: http://icecube.wisc.edu/

Glenys Álvarez