Indicios de que los neutrinos tienen masa y son materia oscura del universo

Unas part¨ªculas elementales tan elusivas que se piensa que carecen de masa, los neutrinos, pueden ser materia de lo m¨¢s importante en el universo, tal vez mucho m¨¢s abundante y sustancial que toda la materia corriente que forma los planetas, las estrellas y las galaxias. En un experimento, que pretende responder a una de las cuestiones centrales de la cosmolog¨ªa actual, un equipo del Laboratorio Nacional de Los ?lamos (EE UU) ha obtenido indicaciones de que los neutrinos tienen masa. Los cient¨ªficos esperan ahora la confirmaci¨®n de los resultados en otros laboratorios.

Los neutrinos son unas part¨ªculas elementales generadas en los procesos f¨ªsicos de los primeros instantes del universo, en las es trellas y en reacciones nucleares. Carecen de carga el¨¦ctrica (de ah¨ª su nombre), viajan a casi la velocidad de la luz y apenas interact¨²an con la materia (atraviesan la Tierra, las personas y pr¨¢cticamente cualquier detector como si fueran transparentes). Ning¨²n experimento hasta el momento ha descubierto que tengan masa, aunque, desde hace a?os, los f¨ªsicos de part¨ªculas sospechan que tal vez la tengan.Si efectivamente los neutrinos tienen masa, podr¨ªan ser un significativo constituyente de la misteriosa materia oscura que muchos cient¨ªficos, creen que llena y conforma el universo y puede dictar su destino. Hywell White, lider del equipo de investigaci¨®n de Los ?lamos, ha comentado que "la explicaci¨®n m¨¢s probable" del comportamiento observado de los neutrinos producidos en el experimento es que estas part¨ªculas tienen alguna cantidad de masa a¨²n por determinar.

Dicha masa tendr¨ªa que ser superior a medio electronvoltio (eV), que es la sensibilidad m¨ªnima del detector utilizado, e inferior a cinco eV. En comparaci¨®n, la masa de un electr¨®n, la part¨ªcula elemental, constituyente de lo! ¨¢tomos. m¨¢s ligera con masa" tiene m¨¢s de 500.000 eV. Un electronvoltio, una medida de energ¨ªa equivalente a la masa, es una milmillon¨¦sima de la masa de un prot¨®n, la part¨ªcula fundamental del. n¨²cleo at¨®mico de la materia ordinaria.

Descartar se?ales falsas

Las mediciones cr¨ªticas del experimento se han repetido en dos fases totalizando cinco meses y han sido analizadas con sumo. cuidado para descartar falsas se?ales, seg¨²n han explicado los investigadores de Los ?lamos. Al final de la segunda fase del experimento, concluida el pasado noviembre, el n¨²mero creciente de indicadores registrados dio al equipo de White mayor confianza en su idea de que efectivamente estaban observando los efectos de neutrinos con masa. "Por eso ahora estamos dispuestos a hablar de los resultados en p¨²blico", ha comentado William C. Louis, miembro del proyecto.

Los resultados del experimento se presentan esta semana en una reuni¨®n cient¨ªfica de Los ?lamos y se enviar¨¢n para su publicaci¨®n en la Physical Review Letter.

Algunos cient¨ªficos afirman tener confianza en la interpretaci¨®n de los datos del experimento, la detecci¨®n de la masa de los neutrinos, pero otros especialistas se muestran m¨¢s cautos recordando resultados similares experimentales que llegaban a esta misma conclusi¨®n y que luego resultaron ser falsos.

White y Louis dicen que ser¨ªa necesario hacer m¨¢s pruebas para establecer sus resultados fuera de toda duda y para precisar el valor de la masa. Dos a?os m¨¢s de trabajo, como m¨ªnimo est¨¢n previstos en Los ?lamos, y se van a hacer experimentos similares en el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN), junto a Ginebra, y en el Fermilab de Chicago (EE UU). "Hasta que no haya una confirmaci¨®n independiente, hay que ser muy cauto", ha comentado David Schramm, de la Universidad de Chicago.

Oscilaciones

Los neutrinos, cuya existencia fue postulada en 1930 por Wolfang Pauli, existen en tres variedades asociadas a otras tres part¨ªculas elementales (el electr¨®n, el mu¨®n y el tau), por lo que hay neutrino del electr¨®n, neutrino del rmu¨®n y neutrino del Tau. Es posible que en determinados procesos f¨ªsicos los neutrinos cambien de identidad entre estos tres tipos, en cuyo caso tendr¨ªan que tener alguna masa.

En esta extra?a propiedad, denominada oscilaci¨®n, se basa el experimento de Los ?lamos y otros preparados o en curso en diferentes laboratorios. El reto es pillar al neutrino en la oscilaci¨®n, y lograrlo, es el objetivo de los 40 investigadores dirigidos por White. Ellos han medido lo que creen que son. oscilaciones en las interacciones de part¨ªculas elementales generadas con un haz de protones de un acelerador disparado contra un tanque de agua, planchas de acero y un recipiente con 180 toneladas de petroleo; 1220 fotodetectores que registran microfogonazos si hay oscilaciones de neutrinos.

"Estamos seguros al 95% de nuestra conclusi¨®n. La oscilaci¨®n parece la explicaci¨®n m¨¢s plausible" dice White.