Demasiado r¨¢pidos estos neutrinos

El universo est¨¢ llen¨ªsimo de neutrinos: miles de millones de ellos atraviesan cada segundo cada cent¨ªmetro cuadrado del planeta, de cada persona, del agua, del papel de este peri¨®dico (o esta pantalla de ordenador)... Estas part¨ªculas elementales se producen, por ejemplo, en el interior de las estrellas por el simple hecho de lucir, o en las centrales nucleares; no tiene carga el¨¦ctrica ni apenas masa y atraviesan todo tipo de materia sin hacerse notar porque pr¨¢cticamente no interaccionan con nada. Hay detectores para cazarlas tan ex¨®ticos como el IceCube, en el hielo del mism¨ªsimo Polo Sur, para buscar nuevas fuentes de neutrinos en el cielo. Desde que se propuso su existencia, hace 80 a?os, atraen un enorme inter¨¦s entre los cient¨ªficos por sus peculiares caracter¨ªsticas y, ahora mismo, porque apuntan hacia horizontes inexplorados de la f¨ªsica. Pero hace tres meses casi les dan un buen susto, cuando los especialistas de un extra?o experimento anunciaron que, seg¨²n sus medidas, los neutrinos viajan m¨¢s r¨¢pido que la luz, violando el l¨ªmite de velocidad establecido en la Teor¨ªa de la Relatividad Especial de Einstein. Ese l¨ªmite m¨¢ximo de velocidad de propagaci¨®n de interacciones, como dicen los f¨ªsicos, est¨¢ en el coraz¨®n mismo de dicha teor¨ªa.

La teor¨ªa de Einstein establece el l¨ªmite de la velocidad de la luz

El detector de part¨ªculas IceCube est¨¢ en el hielo del mismo Polo Sur

"Las medidas de Opera contradicen todo lo que s¨¦ de f¨ªsica", dice Veltman

"Ser¨ªa como quitar un ladrillo de la base del edificio", aclara un cient¨ªfico

"Miles de experimentos han confirmado a lo largo de los a?os, una y otra vez, que la Relatividad es correcta, nunca se ha visto algo como esto", comentaba esta semana el estadounidense David Gross, Premio Nobel de F¨ªsica (2004), en la conferencia inaugural del Instituto de F¨ªsica Te¨®rica (UAM-CSIC), en Madrid. Como ¨¦l, la opini¨®n pr¨¢cticamente un¨¢nime entre los expertos es que algo falla en ese experimento, denominado Opera. "Tiene que estar mal, no puedo imagin¨¢rmelo, no lo acepto", a?ad¨ªa m¨¢s tajante su colega Martinus Veltman, tambi¨¦n Premio Nobel (1999).

En los tres meses transcurridos desde el anuncio de los neutrinos supuestamente superlum¨ªnicos (desencadenando lo que otro Nobel, Sheldon Lee Glashow, llama Odisea de Opera), no solo no se ha encontrado el fallo, sino que los cient¨ªficos han mejorado notablemente par¨¢metros del experimento y les sigue saliendo lo mismo. Pero la sospecha inicial de que algo est¨¢ mal no se debilita, sino que se refuerza.

"Si fuera correcto, si fuera verdad que los neutrinos son m¨¢s r¨¢pidos que la luz, ser¨ªa como quitar un ladrillo de la base de un edificio, del edificio de la f¨ªsica, y entonces se desmorona entero", apunta Antonio Gonz¨¢lez Arroyo, catedr¨¢tico de la Universidad Aut¨®noma de Madrid (UAM). "Puedes quitar un ladrillo de la parte superior y entonces haces ajustes pero el edificio se sostiene, mientras que si es de la parte de abajo... tienes que replante¨¢rtelo todo".

Opera, cerca de Roma, mide los neutrinos que se lanzan desde el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN), junto a Ginebra, a 730 kil¨®metros de distancia y que atraviesan limpiamente la corteza terrestre (como estas part¨ªculas apenas interaccionan con otras, no hay quien las pare). Lo sorprendente es que, seg¨²n los datos presentados a finales de septiembre, los neutrinos tardan en cubrir esos 730 kil¨®metros menos de lo que tardar¨ªan los fotones de luz. Sin embargo, la Teor¨ªa de la Relatividad Especial de Einstein establece que la velocidad de la luz en el vac¨ªo es el l¨ªmite m¨¢ximo de velocidad en el universo. Por eso dice Gonz¨¢lez Arroyo que supondr¨ªa quitar un ladrillo de la base del edificio de la f¨ªsica. "Va contra todo lo que conozco en f¨ªsica", dice Veltman. "Y no s¨¦, la verdad, si la Relatividad tendr¨ªa arreglo". Tampoco Gross sabe si sobrevivir¨ªa la teor¨ªa especial de Einstein: "Pero no me estoy dedicando a algo que probablemente esta mal".

Los f¨ªsicos de la conferencia del IFT consultados se manifiestan en la misma l¨ªnea de incredulidad, porque no es que sea algo nuevo no sospechado antes -lo que podr¨ªa ser un aut¨¦ntico descubrimiento-, es que contradice lo demostrado con ¨¦xito en miles de pruebas experimentales de la Relatividad Especial, es incluso otras medidas de velocidad de neutrinos con mayor precisi¨®n. Como dice el catedr¨¢tico de la UAM Enrique ?lvarez, "si fuera verdad ser¨ªa muy dif¨ªcil de entender, habr¨ªa que pararse a pensar todo desde el principio y har¨ªa falta un nuevo Einstein audaz para solucionarlo". En cuanto a la posibilidad de hacer viajes en el tiempo, si los neutrinos violasen la Relatividad Especial, Gross la despacha r¨¢pidamente: "Ni siquiera hay que recurrir a eso, basta con la paradoja de que si uno viajase al pasado y matase a su madre de ni?a no nacer¨ªa, no llegar¨ªa a existir para poder viajar al pasado y matar a su madre...".

En los tres meses desde este anuncio de Opera se han propuesto muchos art¨ªculos cient¨ªficos al respecto, pero a Gross no le impresiona: "Lo que hace falta es uno bueno que lo explique", dice. Tanto ¨¦l como su colega Veltman recuerdan que se escribieron miles de art¨ªculos sobre la fusi¨®n fr¨ªa, anunciada en 1989, que result¨® ser incorrecta.

De momento queda todo en suspenso hasta que otros dos experimentos (en EE UU y en Jap¨®n) repitan las pruebas de Opera y se vea si el efecto superlum¨ªnico se confirma o, como piensa la mayor¨ªa, se descarta. Tanta incredulidad se manifiesta en los supuestos neutrinos superlum¨ªnicos. Gonz¨¢lez Arroyo se ve en la obligaci¨®n de puntualizar: "No es que a los f¨ªsicos nos desagrade lo imprevisto, al contrario: una cosa inesperada es como una puertecita que te da acceso a un coche que quieres inspeccionar por dentro y al que antes no sab¨ªas entrar. Pero esto de Opera no creo que sea ninguna puerta".

Los neutrinos se estudian con enorme inter¨¦s porque se sospecha que pueden ser una de esas puertas a lo hasta ahora inaccesible. De hecho, el ¨²ltimo resultado de Opera es colateral, porque lo que est¨¢ investigando el experimento (y otros en EE UU y en Jap¨®n) es una extra?a propiedad de los neutrinos denominada oscilaci¨®n. Hay tres tipos de estas part¨ªculas, y la oscilaci¨®n es un fen¨®meno cu¨¢ntico por el que, al recorrer largas distancias, los de un tipo de convierten en otro tipo y adquieren masa, aunque sea muy ligera.

"La masa de los neutrinos indica que hay una nueva f¨ªsica m¨¢s all¨¢ del Modelo Est¨¢ndar, m¨¢s all¨¢ de la f¨ªsica que ya conocemos, y medirla y verificar qu¨¦ tipo de masa es muy interesante", apunta la catedr¨¢tica Bel¨¦n Gavela. Pone otro ejemplo importante del alcance que tienen estas part¨ªculas en la frontera de la f¨ªsica: "Con unos experimentos de oscilaciones de neutrinos probablemente estamos a punto de descubrir algo que se llama violaci¨®n de carga y paridad (CP), que es un ingrediente para explicar por qu¨¦ el universo que vemos est¨¢ hecho de materia y no de antimateria".

Tambi¨¦n los cosm¨®logos y los astrof¨ªsicos est¨¢n enormemente interesados en los neutrinos. "Emiten neutrinos todas las estrellas que lucen y todas las explosiones de supernova... y puede que sean parte de la materia oscura caliente del universo", se?ala, como un par de ejemplos, Juan Garc¨ªa-Bellido, otro de los participantes en la conferencia del IFT. "Los neutrinos que se emitieron un segundo despu¨¦s del Big Bang, lo que se llama el fondo c¨®smico de estas part¨ªculas, permean ahora todo el cosmos con una densidad de unos 400 neutrinos por centimetro cubico", a?ade.

Gross, en su charla, apunt¨® varias cuestiones abiertas de la f¨ªsica de frontera, m¨¢s all¨¢ de la part¨ªcula de Higgs que tanto inter¨¦s ha suscitado esta semana por los indicios de su existencia anunciados en el CERN. Entre varios misterios pendientes de respuesta y varias hip¨®tesis y escenarios propuestos para abordarlos, destac¨® la masa de los neutrinos junto con inc¨®gnitas fascinantes, como la materia oscura o la aceleraci¨®n de la expansi¨®n del universo. Lo de ir m¨¢s all¨¢ de la f¨ªsica conocida, del llamado Modelo Est¨¢ndar, no debe sorprender: al fin y al cabo, lo que Albert Einstein hizo con la gravitaci¨®n fue ir m¨¢s all¨¢ de Isaac Newton.