Nobel para los cazadores de neutrinos

El japon¨¦s Takaaki Kajita y el canadiense Arthur McDonald han recibido hoy el Premio Nobel de F¨ªsica por el descubrimiento de la oscilaci¨®n de los neutrinos, lo que demuestra que estas part¨ªculas tienen masa.

El hallazgo de ambos f¨ªsicos ¡°ha cambiado nuestra comprensi¨®n del funcionamiento m¨¢s profundo de la materia y puede ser crucial para nuestra visi¨®n del universo¡±, ha dicho la Academia de Ciencias Sueca, que cada a?o otorga este galard¨®n.

Kajita trabaja en el experimento Super Kamiokande y est¨¢ afiliado a la Universidad de Tokio. McDonald est¨¢ adscrito a la Queen¡¯s University de Canad¨¢.

Los neutrinos han sido las part¨ªculas m¨¢s 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 atm¨®sfera terrestre cuando incide en ella la radiaci¨®n c¨®smica y otros son producidos en reacciones nucleares dentro del Sol. Los ¨²nicos lugares donde son visibles es en descomunales detectores instalados debajo de monta?as, en viejas minas y otros lugares naturalmente protegidos contra cualquier tipo de interferencia por parte de otras part¨ªculas m¨¢s pesadas. Los neutrinos son tan r¨¢pidos y ligeros que se pensaba que no ten¨ªan masa. Hasta los descubrimientos de McDonald y Kajita, se calculaba que gran parte de ellos desaparecen sin explicaci¨®n posible.

En 1998, Kajita observ¨® la oscilaci¨®n de los neutrinos gracias al Super Kamiokande, una descomunal piscina con 50.000 toneladas de agua construida a un kil¨®metro bajo tierra en Jap¨®n. En algunas raras ocasiones, cuando un neutrino atraviesa el agua, interact¨²a con los electrones de este l¨ªquido lanzando un destello de luz que permite estudiar su trayectoria y propiedades. Kajita se centr¨® en los neutrinos que llegan desde la atm¨®sfera y observ¨® que estos oscilan entre dos estados o tipos diferentes. Por su parte, McDonald trabaj¨® a m¨¢s de dos kil¨®metros bajo tierra, en una vieja mina de n¨ªquel de Ontario (Canad¨¢) reconvertida en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury. Gracias a esta instalaci¨®n, en 2001 comprob¨® que los neutrinos que se producen en el Sol no estaban desapareciendo en su camino hacia la Tierra, sino que simplemente hab¨ªan cambiado de tipo, oscilando entre uno y otro igual que los neutrinos atmosf¨¦ricos detectados en Jap¨®n.

Esta metamorfosis se da entre los tres tipos de neutrinos conocidos y explica por qu¨¦ dos tercios de todas estas part¨ªculas, que deber¨ªan estar llegando a la Tierra seg¨²n los c¨¢lculos te¨®ricos, no estaban siendo detectadas. Los descubrimientos de ambos f¨ªsicos explican que estas part¨ªculas no desaparecen, sino que oscilan entre tres estados diferentes a los que los f¨ªsicos llaman sabores y cuya din¨¢mica est¨¢ regida por la mec¨¢nica cu¨¢ntica.

Los descubrimientos de Kajita y McDonald implican que, a pesar de su fantasmag¨®rica presencia, los neutrinos tienen masa, al contrario de lo que se hab¨ªa pensado durante d¨¦cadas. A¨²n se ignora cu¨¢l es su masa exacta, especialmenrte porque esta cambia cuando se produce la metamorfosis. M¨¢s a¨²n, el modelo est¨¢ndar, que describe a la perfecci¨®n el mundo subat¨®mico de la f¨ªsica de part¨ªculas y que incluye el bos¨®n de Higgs, se queda corto para explicar al neutrino. Seg¨²n los c¨¢lculos de este modelo, no deber¨ªa tener masa. Por eso el trabajo de McDonald y Kajita aporta uno de las mayores indicios de que hay una nueva f¨ªsica en el universo que est¨¢ por descubrir.