?Los neutrinos se mueven en l¨ªnea recta?

En respuesta a la pregunta, s¨ª, podr¨ªamos decir que los neutrinos viajan en l¨ªnea recta desde la fuente en la cual se han producido. De hecho, es lo que los hace atractivos, entre otras cosas, para la astrof¨ªsica. Que no se desv¨ªen desde el lugar en el que se han generado nos da informaci¨®n sobre donde est¨¢ ubicada la fuente. Si somos capaces de detectar los neutrinos producidos durante una explosi¨®n de supernova, podr¨ªamos saber d¨®nde se ha producido esa supernova. Esta ser¨ªa la respuesta corta, pero es necesario explicarlo en detalle porque no es tan sencillo.

Los neutrinos son part¨ªculas fundamentales, sin carga el¨¦ctrica y muy peque?as ¡ªtanto que durante un tiempo se pens¨® que no ten¨ªan masa¡ª, por lo que interaccionan d¨¦bilmente con la materia. Durante las reacciones nucleares en el interior de las estrellas se producen diferentes part¨ªculas como fotones o neutrinos. Al contrario que los fotones ¡ªque aunque no tienen carga ni masa, se comportan como si las tuvieran al interaccionar con la materia¡ª, los neutrinos escapan siguiendo una trayectoria rectil¨ªnea sin interactuar con ella.

Eso ocurre en el interior de una estrella, pero ?qu¨¦ pasa en el universo? En el cosmos los neutrinos se mueven igual. Como no tienen carga, no interaccionan con los campos electromagn¨¦ticos que podr¨ªan desviarle de su trayectoria, y tambi¨¦n es muy poco probable que interact¨²en con la materia por su baja masa. Por eso decimos que los neutrinos viajan en l¨ªnea recta, porque no interact¨²an con el resto de materia que hay en el universo. Eso s¨ª les ocurre a otras part¨ªculas, como los rayos c¨®smicos, que interact¨²an con los campos electromagn¨¦ticos o con los fotones.

Los neutrinos podr¨ªan interaccionar con la materia a trav¨¦s de la fuerza de la gravedad. Sin embargo, aunque tienen masa, esta es tan peque?a que incluso en el caso de que se encuentre con un objeto muy masivo que curve significativamente el espacio-tiempo, como un agujero negro supermasivo, la probabilidad de interacci¨®n es pr¨¢cticamente despreciable.

Sin embargo, hay que matizar lo de que se mueven en l¨ªnea recta debido a que el espacio-tiempo del universo no es plano, sino curvo por efecto de la materia que contiene. Teniendo en cuenta esta curvatura, realmente los neutrinos se mueven a trav¨¦s de l¨ªneas geod¨¦sicas (que son la trayectoria m¨¢s corta que une dos puntos en una superficie dada). Es algo an¨¢logo a lo que sucede con la trayectoria de los aviones en la superficie de la Tierra: no siguen l¨ªneas rectas entre, por ejemplo, Madrid y Nueva York, sino que tradicionalmente se desv¨ªan hacia el norte al cruzar el oc¨¦ano Atl¨¢ntico debido a la curvatura de la Tierra. Por supuesto, si nos limitamos a una regi¨®n peque?a del universo sin grandes masas, lo que se conoce como espacio de Minkowski, la curvatura es m¨ªnima y la l¨ªnea geod¨¦sica coincide con una trayectoria rectil¨ªnea.

En resumen, para responder a esta pregunta, dir¨ªa que los neutrinos se mueven siguiendo l¨ªneas geod¨¦sicas, que en ausencia de grandes masas que curven significativamente el espacio-tiempo, como agujeros negros supermasivos, coincide con trayectorias en l¨ªnea recta.

Y ese movimiento en l¨ªnea recta de los neutrinos es precisamente una de las propiedades que les hace tan interesantes para la astronom¨ªa. Eso y que son part¨ªculas muy r¨¢pidas. Se cree que viajan a velocidades muy cercanas a la de la luz. De hecho, algunos estudios defendieron que pod¨ªan superarla, aunque los resultados fueron muy discutidos. Al ser tan r¨¢pidos y no haber nada que los desv¨ªe, llegan a la Tierra antes que los fotones. Y eso para, por ejemplo, detectar una explosi¨®n de una supernova es muy importante. Las personas que investigamos con detectores de neutrinos ¡ªcomo Super-Kamiokande, situado en Jap¨®n y en el que yo trabajo¡ª, estamos preparadas para que, en caso de que haya una explosi¨®n de supernova, lanzar una alerta en cuesti¨®n de segundos. Solo es necesario detectar los neutrinos y avisar a los telescopios, tanto terrestres como espaciales, de hacia d¨®nde deben apuntar para observar el fen¨®meno desde el inicio de la explosi¨®n.

Nataly Ospina Escobar es investigadora en el Departamento de F¨ªsica Te¨®rica de la Universidad Aut¨®noma de Madrid.

Pregunta enviada v¨ªa email por Ada Cobo.

Coordinaci¨®n y redacci¨®n: Victoria Toro.

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