Estas semanas, hasta los medios de información más refractarios a las noticias relacionadas con la ciencia se han hecho eco de la noticia del siglo (XXI): Einstein nos hizo comulgar con ruedas de molino, pues en verdad ¡hay algo que se desplaza a mayor velocidad que la luz!.
Naturalmente, la inmensa mayoría de estas informaciones se contentaron con ofrecer un pálido reflejo de la nota de prensa facilitada por el equipo de investigación del proyecto OPERA, logicamente, ferviente defensor de los resultados de su propio experimento y deseoso de mantener los fondos a él destinados (algunos de los investigadores del equipo se negaron a firmar las conclusiones ofrecidas a la prensa).
Sin embargo, dada la trascendencia de la noticia, nosotros somos partidarios de mantener una prudente reserva antes de caer víctimas de un entusiasmo por otra parte comprensible. Indudablemente, nuestros ávidos lectores arden en deseos que les ofrezcamos una información clara y veraz de tan notable noticia, así que lo intentaremos. Puede que algún concepto no se entienda muy bien, pero si os aprendéis la jerga, seguro que vuestros amigos fliparán con vosotros…
¿Qué (o quién) es un neutrino?
No hay más que disponer de un núcleo radiactivo y fijarse en uno de sus neutrones, que reside tranquilamente por allí (es decir, tiene un momento cero). Esperamos pacientemente a que se desintegre de forma natural y vemos que el neutrón se convierte en un protón y un electrón, que salen despedidos de la zona de desintegración. Si eres lo suficientemente meticuloso (cosa que sí era el señor Wolfgang Pauli), sumarás los momentos de ambas partículas y (oh, sorpresa) comprobarás que no suman cero. Dado que el momento se conserva, deducirás la necesidad de que exista otra partícula capaz de equilibrar la suma de momentos, mateniendo el total en cero. Esa es la tarea del neutrino, cuya existencia propuso Pauli en 1930 y demostraron Cowan y Reines en 1956.
¿Cómo es un neutrino?
Son partículas muy esquivas, pues no tienen carga eléctrica (no quedan afectados por campos eléctricos ni magnéticos) y su masa es reducidísima (hasta 1998 se creía inexistente). Dado lo mínimo de su masa, es rarísimo que interactúen con algo: pasan como bólidos a través de los propios átomos sin afectarlos. Como suelen decir los divulgadores científicos, cuando acabes de leer este artículo, te habrán atravesado unos cuantos billones de neutrinos.
¿De donde salen los neutrinos?
Aparte de los que se producen de forma natural en los núcleos de los materiales radiactivos terrestres y en nuestras centrales nucleares, los neutrinos se generan masivamente en los procesos de fusión nuclear que tienen lugar en los núcleos de las estrellas, incluido, lógicamente, el Sol, que por su proximidad es nuestra alcachofa de ducha neutrínica.
¿Por qué estudiar el neutrino?
Primeramente se pensó que podía constituir la famosa materia oscura que domina el Universo. Sin embargo, tal idea se descartó al confirmarse el reducido valor de su masa. Hoy se estudia la transformación de un tipo de neutrino a otro (existen tres tipos de neutrinos: efectivamente, la cosa se complica) a fin de desentrañar la constitución más íntima de la materia y sus comportamientos relativistas. Comprender la estructura y funcionamiento de la materia es el primer paso para dominar sus transformaciones.
¿Qué es el experimento OPERA?
Es un experimento diseñado para estudiar el cambio de un neutrino de un tipo a otro mientras viaja. En el CERN (Ginebra) se genera un chorro de neutrinos de tipo muónico. Por si te aburres una tarde de domingo, esto se hace acelerando protones a 400 GeV/c y expulsándolos con una “patada” electromagnética hacia una diana de grafito generador de neutrinos, que se envían a 730 km (distancia que los afanosos muchachos recorren en unos 3 milisegundos) hasta el laboratorio subterráneo del Gran Sasso, en Italia. En su excursión subterránea, los neutrinos muónicos pueden pasar a tipo tau, de manera que OPERA está preparado para detectar estos neutrinos tipo tau, mediante choques ocasionales (muy ocasionales) con átomos de plomo, cosa que ocasiona la aparición de muones, fáciles de detectar (para un físico de partículas, claro). Entre las planchas de plomo se coloca película fotográfica, lugar donde quedan reflejados los trazos de los muones.
¿Cual es la movida?
Tras dedicarse a acumular datos desde 2008 y analizar los resultados obtenidos, la gente de OPERA ha afirmado que la velocidad medida en sus neutrinos es mayor que la luz (Nobel seguro, vamos): la máxima de Einstein fijando la velocidad de la luz como una barrera infranqueable e inmutable, ¡saltando por los aires! ¡Estamos a las puertas de una nueva física!
¿Va en serio?
Como dice un colega divulgador, lo que hay que saber sobre los resultados de OPERA son dos cosas:
1. son enormemente interesantes de resultar correctos
2. probablemente no son correctos
Aunque la gente del OPERA parece tener gran confianza en sus resultados (y ya han solicitado que otros investiagdores independientes los confirmen, posición que les honra), todo el asunto recuerda demasiado la barahunda que se formó hace años con la famosa “fusión fría”, que al final se quedó en nada. Sin dudar del buen hacer de los científicos implicados, lo cierto es que el experimento resulta extremadamente complicado, incluyendo análisis por GPS, sincronización de relojes atómicos, coordinación de acciones a gran distancia, etc, de manera que pueden enmascararse fácilmente errores sistemáticos. Como el resultado contradice completamente a lo esperado, resulta mucho más prudente pensar en la existencia de algún problema en el ensayo (aunque todos cambiaríamos inmediatamente de opinión si otros experimentos independientes confirmasen los resultados de OPERA).
¿Es algo tan extraordinario?
A pesar de la resonancia mediática del “entierro de Einstein” llevado a cabo por algunos periodistas, disponemos de varias explicaciones en caso de que se confirmase que los neutrinos viajan a velocidades translumínicas.
1. que los neutrinos violan la invarianza de Lorentz (que dice que todos los tipos de fotones viajan a la velocidad de la luz, y que ésta es la máxima velocidad que puede alcanzarse). O sea, que los neutrinos son más veloces que los fotones (dado lo poco que sabemos de los neutrinos, no es una idea descabellada).
2. la granularidad del espacio-tiempo debida a la gravedad cuántica permitiría a las partículas casi desprovistas de masa (como los neutrinos) desplazarse por dimensiones extra del espacio. O sea, que toman un atajo espacio-temporal para llegar a los sitios y aparecen antes de lo que se esperaba.
3. el proceso de cambio de tipo de neutrino conlleva un proceso cuántico desconocido que ocasionaría un salto por efecto túnel.
Y otras explicaciones más exóticas
¿Con qué nos quedamos?
Con que el tema es extremadamente interesante.
Con que no hay que quedarse con los grandes titulares de los medios.
Con que nuevos experimentos (quizá en el MINOS ( Main Injector Neutrino Oscillation Search), en la mina de Soudan (Minnesota), que recibe neutrinos disparados desde el Fermilab (Fermi National
Accelerator Laboratory), en Batavia, Illinois. O en el experimento japonés T2K (Tokai to Super-Kamiokande), que estudia neutrinos producidos por el JPARC (Japan Proton Accelerator Research
Complex) en Tokai, dirigidos hacia los detectores localizados en la mina de Kamioka.
Total: esperemos antes de lanzar campanas al vuelo.
Xavier
