El primer uso de una cámara de burbujas de hidrógeno para detectar neutrinos, el 13 de noviembre de 1970, Un neutrino bateó un protón en un átomo de hidrógeno. La colisión se produjo en el punto de tres pistas que emanan a la derecha de la fotografía. Crédito: Wikipedia
El japonés Takaaki
Kajita y el canadiense Arthur
McDonald han recibido hoy (06. octubre.2015) el Premio
Nobel de Física por el descubrimiento de la oscilación de los neutrinos, lo
que demuestra que estas partículas tienen masa.
El hallazgo de ambos físicos “ha cambiado nuestra comprensión del funcionamiento más profundo de la
materia y puede ser crucial para nuestra visión del universo”, ha dicho la Academia de Ciencias Sueca, que cada año otorga
este galardón.
Enlace vídeo.
Kajita trabaja en el experimento Super Kamiokande y
está afiliado a la Universidad de Tokio. McDonald está adscrito a la Queen’s
University de Canadá.
Los neutrinos han sido las partículas más
misteriosas del universo. Cada segundo, billones de ellos atraviesan nuestro
cuerpo, nuestras casas y el resto del planeta sin dejar rastro alguno, lo que
les ha valido el apodo de fantasmas. Parte de ellos se crean en la atmósfera
terrestre cuando incide en ella la radiación cósmica y otros son producidos en
reacciones nucleares dentro del Sol. Los únicos lugares donde son visibles es
en descomunales detectores instalados debajo de montañas, en viejas minas y
otros lugares naturalmente protegidos contra cualquier tipo de interferencia
por parte de otras partículas más pesadas. Los neutrinos son tan rápidos y
ligeros que se pensaba que no tenían masa. Hasta los descubrimientos de
McDonald y Kajita, se calculaba que gran parte de ellos desaparecen sin
explicación posible.
En 1998, Kajita observó la oscilación de los
neutrinos gracias al Super Kamiokande, una descomunal piscina con 50.000 toneladas de agua
construida a un kilómetro bajo tierra en Japón. En algunas raras
ocasiones, cuando un neutrino atraviesa el agua, interactúa con los electrones
de este líquido lanzando un destello de luz que permite estudiar su trayectoria
y propiedades. Kajita se centró en los neutrinos que llegan desde la atmósfera
y observó que estos oscilan entre dos estados o tipos diferentes. Por su parte,
McDonald trabajó a más de dos kilómetros bajo tierra, en una vieja mina de
níquel de Ontario (Canadá) reconvertida en el Observatorio de Neutrinos de
Sudbury. Gracias a esta instalación, en 2001 comprobó que los neutrinos que se
producen en el Sol no estaban desapareciendo en su camino hacia la Tierra, sino
que simplemente habían cambiado de tipo, oscilando entre uno y otro igual que
los neutrinos atmosféricos detectados en Japón.
Esta metamorfosis se da entre los tres tipos de
neutrinos conocidos y explica por qué dos tercios de todas estas partículas,
que deberían estar llegando a la Tierra según los cálculos teóricos, no estaban
siendo detectadas. Los descubrimientos de ambos físicos explican que estas
partículas no desaparecen, sino que oscilan entre tres estados diferentes a los
que los físicos llaman sabores y cuya dinámica está regida por la mecánica
cuántica.
Los descubrimientos de Kajita y McDonald implican
que, a pesar de su fantasmagórica presencia, los neutrinos tienen masa, al
contrario de lo que se había pensado durante décadas. Aún se ignora cuál es su
masa exacta, especialmente porque esta cambia cuando se produce la
metamorfosis. Más aún, el modelo estándar, que describe a la perfección el
mundo subatómico de la física de partículas y que incluye el bosón de Higgs, se
queda corto para explicar al neutrino. Según los cálculos de este modelo, no
debería tener masa. Por eso el trabajo de McDonald y Kajita aporta uno de las
mayores indicios de que hay una nueva física en el universo que está por
descubrir.
Fuente: El País et al.
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