Hallada la ¨²ltima part¨ªcula elemental

Un equipo internacional de f¨ªsicos asociados al Fermilab, el laboratorio de f¨ªsica de part¨ªculas de Illinois (EE UU), ha conseguido comprobar experimentalmente y por primera vez la existencia de la part¨ªcula elemental neutrino del tau, el tercer tipo de neutrino (part¨ªculas sin carga ni apenas masa) conocido en la materia. ?sta era la ¨²nica de las part¨ªculas elementales cuya existencia, predicha por la teor¨ªa, quedaba por comprobar, tras la detecci¨®n del quark top en este mismo laboratorio en 1994. Sin embargo, el hallazgo sigue dejando pendiente la cuesti¨®n de si los neutrinos tienen masa.

Los neutrinos parece que carecen de masa o, al menos, act¨²an como si no la tuvieran, y eso hace muy dif¨ªcil su detecci¨®n. En Fermilab se har¨¢ hoy el anuncio oficial, basado en s¨®lo cuatro detecciones. Sin embargo, el laboratorio ha se?alado que la posibilidad de detectar el neutrino del tau es un paso adelante hacia la posible identificaci¨®n de neutrinos con masa distinta de cero, que, de ser localizados, abrir¨ªan la puerta a una nueva interpretaci¨®n de la evoluci¨®n del universo.La f¨ªsica de part¨ªculas prob¨® experimentalmente hace d¨¦cadas la existencia de los neutrinos y hab¨ªa se?ales convincentes de la existencia del neutrino del tau, pero no hab¨ªa podido ser observado dado que son m¨¢s dif¨ªciles de producir en experimentos.

"Por fin tenemos prueba directa de que el neutrino del tau es uno de los bloques b¨¢sicos de la naturaleza y que se relaciona con otras part¨ªculas conforme a nuestra actual teor¨ªa cient¨ªfica sobre la interacci¨®n de part¨ªculas", se?ala Byron Lundberg, portavoz del experimento Observaci¨®n Directa del Neutrino Tau (Donut), un programa en el que participan 54 f¨ªsicos de 12 universidades de EE UU, Jap¨®n, Corea y Grecia. "Una cosa es pensar que existen neutrinos del tau y otra realizar el dif¨ªcil experimento de que un neutrino del tau choque contra un n¨²cleo y se transforme en un lept¨®n tau, lo que ha permitido su identificaci¨®n", dice Lundberg.

Los cient¨ªficos del proyecto produjeron hace tres a?os en el acelerador Tevatron del Fermilab un intenso rayo de neutrinos en el que esperaban que hubiera neutrinos del tau. El rayo atraves¨® una diana de un metro de espesor de planchas de hierro, entre las que hab¨ªa intercaladas pel¨ªculas de emulsi¨®n para registrar las interacciones de las part¨ªculas. En la prueba, uno de cada bill¨®n de neutrinos del tau actu¨® sobre el n¨²cleo de hierro y produjo un lept¨®n tau, que dej¨® una huella de un mil¨ªmetro de longitud en la emulsi¨®n. Algo semejante a la que la luz deja en una placa fotogr¨¢fica, pero en tres dimensiones. Desde entonces, los cient¨ªficos han trabajado como hormigas para identificar en las im¨¢genes obtenidas en el detector la huella del tau y su degeneraci¨®n, la ansiada prueba que confirmara su existencia. "Es lo de la aguja en un pajar", dice con una imagen f¨¢cilmente comprensible Lundberg. El experimento inicial permiti¨® identificar seis millones de potenciales interacciones que, sometidas una a una a an¨¢lisis, quedaron reducidas a un millar de posibles huellas de tau. Al final, s¨®lo cuatro fueron consideradas como irrefutables de la existencia del neutrino del tau.

Hasta hace 44 a?os se consideraba que el ¨¢tomo, unidad b¨¢sica de la materia, estaba formado por un n¨²cleo de neutrones y protones en torno al que giraban los electrones. No hab¨ªa nada m¨¢s ni nada m¨¢s peque?o. Entonces se rompi¨® ese paradigma al ser descubierto el primer neutrino, que result¨® ser el del electr¨®n. En 1962 fue identificado el del mu¨®n. El modelo est¨¢ndar de part¨ªculas elementales, aceptado actualmente, exig¨ªa que hubiera un tercero, y f¨ªsicos del Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas CERN probaron en 1989 que ese tercer y ¨²ltimo constituyente del modelo est¨¢ndar era el del tau. Pero hab¨ªa que observarlo experimentalmente.

Leon Lederman, anterior director de Fermilab, que trabaj¨® en los experimentos con los dos primeros tipos de neutrinos y obtuvo el Nobel de F¨ªsica en 1988 por el hallazgo del neutrino del mu¨®n, se felicita por este "importante y esperado resultado". Martin Perl, f¨ªsico de Stanford y Nobel en 1995 por descubrir el lept¨®n tau (primer miembro de la tercera generaci¨®n de part¨ªculas), considera que este experimento "abre un mundo completamente nuevo". Lejos de cerrar la f¨ªsica de los neutrinos, el tau da nueva energ¨ªa al reto cient¨ªfico de encontrar la masa de los neutrinos. Despu¨¦s de los experimentos de hace unos meses realizados en Jap¨®n en que se descubrieron evidencias de que los neutrinos tienen masa, cient¨ªficos nipones, estadounidenses y del CERN se encuentran en distintos estadios de la carrera para zanjar esta importante cuesti¨®n.