Nuevos datos, aunque no definitivos, apoyan el experimento de los neutrinos

Los neutrinos siguen superando la velocidad de la luz seg¨²n los nuevos datos obtenidos por los cient¨ªficos del experimento OPERA, que levant¨® gran revuelo, hace unas semanas, al anunciar este imprevisto resultado, que viola el l¨ªmite m¨¢ximo de velocidad en el universo -la de los fotones- fijado por las leyes de la f¨ªsica. Han sacado nuevos registros modificando el haz de neutrinos que es clave en la prueba y el extra?o fen¨®meno sigue produci¨¦ndose, pero los investigadores del Instituto Nacional de F¨ªsica Nuclear (INFN, Italia) son muy prudentes a la hora de sacar conclusiones. Ellos explican que todav¨ªa tienen que revisar otro posible origen de errores (la determinaci¨®n exacta de la distancia recorrida) y advierten que solo se podr¨¢ decir la palabra definitiva sobre ese asunto cuando se confirmen los datos en otro experimento de este tipo realizado en otro laboratorio.

Precisamente eso es lo que est¨¢n haciendo los f¨ªsicos del experimento Minos estadounidense, que est¨¢n mejorando sus equipos para lograr una precisi¨®n equiparable a la de los italianos. En unos meses tendr¨¢n ya buenos datos, pero advierten que no esperan tener esa precisi¨®n comparable con la de sus colegas de Gran Sasso hasta 2014. Los inesperados datos del experimento no s¨®lo desbaratan la teor¨ªa de la Relatividad Especial de Einstein sino que son contradictorios con los resultados medidos de observaciones anteriores extremadamente precisas de velocidad de estas part¨ªculas elementales.

Los nuevos ensayos realizados en el experimento italiano, parece que excluyen parte de los efectos sistem¨¢ticos que podr¨ªan haber afectado a las mediciones originales, dicen. Pero "una medici¨®n tan delicada y que conlleva una implicaci¨®n profunda en la f¨ªsica requiere un nivel extraordinario de escrutinio", comenta Fernando Ferroni, director del INFN. El experimento consiste en lanzar haces de neutrinos desde el Laboratorio Europeo de F¨ªsica de Part¨ªculas (CERN, junto a Ginebra) hasta el detector OPERA, situado a 730 kil¨®metros, en el Laboratorio de Gran Sasso (del INFI), bajo los Apeninos.

Los neutrinos son part¨ªculas elementales que atraviesan la corteza terrestre sin apenas interaccionar con la materia.

A finales de septiembre los cient¨ªficos de este equipo anunciaron que hab¨ªan detectado unos 15.000 neutrinos en OPERA y que seg¨²n los datos, tardaban en recorrer esa distancia de 730 kil¨®metros 60 nanosegundos menos de lo que emplear¨ªa la luz en cubrir esa misma distancia. La complejidad t¨¦cnica del experimento para determinar con exactitud el momento de partida de los neutrinos en el CERN y el de llegada, as¨ª como la distancia exacta entre el origen del haz (en Ginebra) y el destino (en Italia), as¨ª como lo posibles fallos, han centrado en gran medida el debate acerca de estos sorprendentes resultados en la comunidad cient¨ªfica.

En las ¨²ltimas semanas, los cient¨ªficos de OPERA han mejorado los par¨¢metros de su ensayo variando las caracter¨ªsticas del haz de neutrinos de manera que obtienen "una mejor definici¨®n del tiempo" en el origen de los neutrinos, explican. Los neutrinos se producen en el sistema de aceleradores del CERN a partir de un haz de protones que chocan contra un blanco de grafito para generar los neutrinos que se env¨ªan a Gran Sasso.

Los cient¨ªficos, para medir la velocidad de estas part¨ªculas elementales, tienen que medir muy precisamente cu¨¢ndo parten y cuando llegan, por un lado, y la distancia exacta entre la salida y la meta (el detector). Pero en realidad, aunque miden exactamente cu¨¢ndo llega un neutrinos al detector, no pueden hacer lo mismo en la salida y recurren a un complejo c¨¢lculo promedio de los paquetes de neutrinos que forman el haz. Para mejorar la precisi¨®n en el tiempo de partida, lo que han hecho en las ¨²ltimas semanas es reducir y espaciar m¨¢s que antes los paquetes de neutrinos (ahora parte del CERN uno cada 524 nanosegundos). "En comparaci¨®n con las mediciones previas, los paquetes de neutrinos son m¨¢s breves y van m¨¢s espaciados unos de otros, lo que permite tomar medidas m¨¢s precisas de su velocidad, pero al precio de lograr una intensidad del haz muy inferior: s¨®lo se han detectado 20 neutrinos en OPERA en esta fase", explica el INFUI en un comunicado. El a?o que viene seguir¨¢n tomando datos con esta configuraci¨®n del haz.

"Las nuevas medidas tienen dos posibles interpretaciones: los resultados son revolucionarios... o sus autores siguen cometiendo y no encontrando el mismo error. Apuesto por la segunda", comenta a EL PA?S el f¨ªsico te¨®rico ?lvaro de R¨²jula, del CERN y del Instituto de F¨ªsica Te¨®rica (CSIC-UAM).

Otro posible foco de imprecisi¨®n en el experimento es la determinaci¨®n de la distancia exacta entre el punto de partida del haz y el detector, par¨¢metro medido mediante ajustes avanzados de GPS y teniendo en cuenta factores como la tect¨®nica de placas o los efectos de las mareas. En ese segundo frente los cient¨ªficos de OPERA no han avanzado por ahora respecto a los resultados del pasado septiembre. Lo que s¨ª han hecho es mejorar el art¨ªculo cient¨ªfico provisional que presentaron hace un par de meses y lo han enviado ya para su publicaci¨®n formal a la revista Journal of High Energy Physics (JHEP).

Mientras tanto en EE UU, los cient¨ªficos se preparan en Minos para poder confirmar o refutar los extra?os resultados de OPERA. Con experimentos conceptualmente iguales pero diferentes en su construcci¨®n. En el ensayo estadounidense los neutrinos parten del laboratorio Fermilab y se detectan en Minos, tras recorrer una distancia pr¨¢cticamente igual a la que separa el CERN de Gran Sasso. Pero Minos tiene que mejorar su sistema de medidas de tiempos (de partida y de llegada de las part¨ªculas), con relojes at¨®micos, para poder hacer comparaciones con los resultados italianos. Tardar¨¢n unos pocos meses, dicen los responsables. Pero la respuesta definitiva s¨®lo se obtendr¨¢ cuando se actualice el Minos y cuando se pueda contar con un haz de neutrinos m¨¢s potente que ahora para aumentar el n¨²mero de registros, seg¨²n los responsables del experimento. Entonces sus datos ser¨¢n mucho m¨¢s precisos que los de OPERA en varios sentidos y los resultados ser¨¢n comparables.

Una diferencia fundamental entre ambos ensayos es que el dispositivo estadounidense cuenta con dos detectores: uno justo a inicio del haz y otro en la llegada, lo que facilita la toma de datos precisos. Adem¨¢s de estas actualizaciones t¨¦cnicas, los especialistas de Minos van a revisar a fondo los datos que han obtenido en los ¨²ltimos a?os. En 2007, en este experimento se midieron una se?ales que apuntaban en mismo sentido que los resultados de OPERA posteriores, con una velocidad de los neutrinos ligeramente superior a la de la luz, pero carec¨ªan de la validez (significaci¨®n estad¨ªstica) m¨ªnima aceptable. Ahora, obviamente, los datos de Minos adquieren renovado inter¨¦s.