Un nuevo experimento confirma la transformaci¨®n de neutrinos

Por solo diez d¨ªas se han adelantado los f¨ªsicos del experimento internacional T2K, en Jap¨®n, a sus colegas de Minos, del laboratorio Fermilab (EE UU), en una dura competici¨®n cient¨ªfica por desvelar el comportamiento de los neutrinos, part¨ªculas elementales que apenas interaccionan con la materia y, pese a su abundancia en el universo, apenas caen en las trampas dise?adas para estudiarlos. Tras los resultados anunciados por T2K la semana pasada, ahora lo hacen los de Minos, destacando que sus datos con consistentes con los de los competidores, pero m¨¢s precisos.

El fen¨®meno que unos y otros persiguen es la transformaci¨®n de unos neutrinos en otros cuando recorren una distancia suficiente. Hay neutrinos de tres tipos (del electr¨®n, del mu¨®n y del tau) y, por el mecanismo de la oscilaci¨®n, parte de los emitidos de un tipo acaban convertidos en los de otro. Se hab¨ªan observado ya experimentalmente dos formas de oscilaciones de neutrinos, pero faltaba la de los neutrinos mu¨®nicos en neutrinos electr¨®nicos.

Los cient¨ªficos de T2K, experimento en el que participan f¨ªsicos de part¨ªculas espa?oles, anunciaron haber detectado precisamente transformaciones de neutrinos del mu¨®n en neutrinos del electr¨®n, y ahora lo confirman los de Minos. "Los resultados de estos dos experimentos pueden tener implicaciones en nuestra comprensi¨®n del papel que los neutrinos han podido jugar en la evoluci¨®n del universo", explican los expertos de Fermilab. "Si los neutrinos mu¨®nicos se transforman en neutrinos electr¨®nicos, estas part¨ªculas pueden ser la raz¨®n de que el Big Bang produjese m¨¢s materia que antimateria, conduciendo al universo tal y como existe ahora".

Como los neutrinos oscilan -se transforman de unos en otros- al recorrer largas distancias, estos experimentos tienen que situar en un lugar el origen del haz de neutrinos (un acelerador de part¨ªculas) y en otro, lejano, el detector que capta ese haz y los neutrinos con identidad cambiada. En el caso de Minos, el acelerador esta en Fermilab, cerca de Chicago, y el detector a 735 kil¨®metros. Este ¨²ltimo es un artefacto de 5.000 toneladas ubicado a 800 metros bajo tierra en el Laboratorio Subterr¨¢neo de Soudan (Minesota del Norte). Para garantizar la precisi¨®n de los datos, en realidad se utilizan dos detectores id¨¦nticos: uno en Fermilab que sirve para verificar la pureza del haz de neutrinos saliente y otro en Soudan. Los neutrinos tardan unas cuatro cent¨¦simas de segundo en viajar de un sitio a otro, atravesando la tierra sin apenas inmutarse. Esas cent¨¦simas de segundo son suficientes para que se produzca la transformaci¨®n de unaa part¨ªculas en otras.

En el caso de T2K, son solo 295 kil¨®metros, desde el Japan Proton Accelerator Research Complex) hasta el detector subterr¨¢neo Superkamiokande.

Este experimento se par¨® por los desperfectos que sufri¨® el acelerador (el origen del haz de neutrinos) en el terremoto de marzo y no podr¨¢ volver a tomar datos hasta finales de este a?o. El equipo de EEUU, en el que colaboran 140 cient¨ªficos, ingenieros y t¨¦cnicos de cinco pa¨ªses, seguir¨¢ tomando datos hasta febrero de 2012.

Minos ha registrado un total de 62 neutrinos del electr¨®n, que deber¨ªan haber sido 71 si la frecuencia de transformaci¨®n fuese la indicada T2K, pero si no se hubieran producido esas transformaciones, explican los f¨ªsicos de Fermilab, se habr¨ªan captado s¨®lo 49. Los dos experimentos y m¨¦todos de an¨¢lisis son complementarios pero diferentes, lo que explica los resultados ligeramente distintos. Los cient¨ªficos interpretan que la mayor parte de los neutrinos del mu¨®n se transforman en el experimento en neutrinos del Tau y una peque?a fracci¨®n lo hace en neutrinos del electr¨®n.