Por qu¨¦ tu cuerpo escupe neutrinos y otras claves del Nobel

Los f¨ªsicos Takaaki Kajita y Arthur McDonald han recibido hoy el premio Nobel de F¨ªsica por descubrir la oscilaci¨®n de los neutrinos, una de las part¨ªculas m¨¢s esquivas y misteriosas del universo. El hallazgo ayuda a entender mejor la estructura m¨¢s b¨¢sica del cosmos y puede llevar a nuevos descubrimientos m¨¢s all¨¢ de la f¨ªsica conocida.

?Qu¨¦ es un neutrino?

Es una part¨ªcula subat¨®mica fundamental y, por tanto, indivisible. No tienen carga el¨¦ctrica y por eso interact¨²an muy poco con la materia. Los neutrinos podr¨ªan atravesar como si nada una placa de plomo de m¨¢s de un a?o luz de grosor. Cada segundo nos acribillan cientos de millones de estas part¨ªculas sin encontrar resistencia ni dejar rastro alguno. Por eso se les llama part¨ªculas fantasma.

?C¨®mo se producen?

?De varias formas. El Big Bang produjo parte de los neutrinos que existen a¨²n hoy en el universo. Otros se producen por reacciones nucleares dentro del Sol y otras estrellas. La radiaci¨®n c¨®smica tambi¨¦n genera estas part¨ªculas al chocar contra la atm¨®sfera terrestre. En la Tierra, los reactores nucleares producen estas part¨ªculas e incluso cualquier persona genera unos 5.000 neutrinos cada segundo cada vez que decae un is¨®topo de potasio en el interior de su cuerpo.

?Qui¨¦n descubri¨® estas part¨ªculas?

El primero en proponer su existencia fue el f¨ªsico Wolfgang Pauli en su intento de explicar la radiactividad en el n¨²cleo at¨®mico. ¡°He hecho algo terrible¡±, dijo Pauli, ¡°he postulado la existencia de una part¨ªcula que no puede ser detectada¡±, escribi¨® en 1930. Los primeros neutrinos se descubrieron m¨¢s de un cuarto de siglo despu¨¦s gracias a los reactores nucleares construidos como parte del Proyecto Manhattan con el que EE UU desarroll¨® la bomba at¨®mica.

?C¨®mo se atrapa un neutrino?

Es imposible, por ahora. Pero en ocasiones, estas part¨ªculas interact¨²an con la materia que atraviesan. En los grandes detectores de neutrinos, como el Super Kamiokande de Jap¨®n o el de Sudbury (Canad¨¢), donde trabajan los dos cient¨ªficos galardonados este a?o con el Nobel de F¨ªsica, se utilizan grandes cavidades llenas de agua y con sus paredes repletas de fotodetectores. Al encontrar los electrones del agua, los neutrinos emiten un destello de luz azul que es captada por los detectores y que permite reconstruir su trayectoria y conocer sus propiedades, por ejemplo, de qu¨¦ tipo son.

?Neutrinos, uno y trino?

Los neutrinos tienen tres sabores, o tipos: electr¨®nico, mu¨®nico y tau¨®nico. El Sol solo fabrica neutrinos electr¨®nicos pero, tal y como descubri¨® Arthur McDonald, para cuando estas part¨ªculas alcanzan la Tierra se han transformado en uno de los otros dos tipos. Lo mismo descubri¨® Takaaki Kajita para los neutrinos que se producen en la atm¨®sfera. Este fen¨®meno se conoce como oscilaci¨®n y supone que los neutrinos cambian constantemente de estado siguiendo las leyes de la mec¨¢nica cu¨¢ntica.

?Por qu¨¦ son tan importantes para entender el universo?

?En primer lugar, los neutrinos se salen del modelo est¨¢ndar, el marco fundamental de leyes f¨ªsicas que describe casi a la perfecci¨®n el comportamiento de la materia conocida. El modelo est¨¢ndar predice que los neutrinos no tienen masa, es decir, ser¨ªan en esto igual que los fotones. Los descubrimientos de Kajita y McDonald se?alan que los neutrinos s¨ª tienen masa y de hecho esta cambia cuando pasan de un estado a otro. Esto supone que el marco fundamental para describir la f¨ªsica de part¨ªculas y en cuyo seno s¨ª encajan otros descubrimientos de Nobel como el bos¨®n de Higgs, tiene una grieta por la que se podr¨ªa alcanzar una nueva f¨ªsica desconocida. Adem¨¢s, los neutrinos son unos buenos candidatos para desvelar por qu¨¦ en el comienzo del universo la materia prevaleci¨® sobre la antimateria, lo que permite que existan galaxias, planetas y vida.