Una partÃcula «camaleónica» atrapada con las manos en la masa
Neutrinos electronicos
Madri+d- FÃsicos del Instituto Nacional Italiano de FÃsica Nuclear (INFN, Italia) han solucionado un problema que la fÃsica de partÃculas arrastraba desde hace décadas. Tras tres años de experimentos utilizando un haz intenso de neutrinos muónicos, han logrado detectar una partÃcula elemental en medio de su proceso de transformación. Su descubrimiento ayudará a aclarar la aparente desaparición de neutrinos en su trayecto desde el Sol hasta y a través de la Tierra.
Un neutrino, que significa pequeño y neutro, es una partÃcula elemental (como el electrón) que posee una masa extremadamente pequeña y que es capaz de viajar a velocidades cercanas a la de la luz. Los neutrinos interactúan poco con la materia y atraviesan la Tierra sin apenas perturbaciones. Existen tres clases de neutrino: neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico, todos ellos difÃciles de detectar.
La mayorÃa de los neutrinos que atraviesan la Tierra proceden del Sol, pero en la década de los sesenta el investigador estadounidense Ray Davis observó que llegaban a nuestro planeta muchos menos neutrinos procedentes del Sol que lo que los modelos solares predecÃan. Desde entonces, los fÃsicos han buscado una explicación que aclarase por qué tantos se perdÃan por el camino.
Bruno Pontecorvo y Vladimir Gribov, teóricos residentes en Rusia, sugirieron en 1969 que los neutrinos podrÃan oscilar entre dos tipos, hipótesis que explicarÃa su aparente desaparición. Desde entonces y mediante distintos experimentos se ha observado la desaparición de neutrinos muónicos, pero no la aparición de neutrinos tautónicos.
En 2006, fÃsicos de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra (Suiza) comenzaron a experimentar con un haz intenso de neutrinos muónicos. Investigadores del experimento OPERA («Proyecto de oscilación con aparato de seguimiento de emulsión») en el INFN estudiaron la aparición de partÃculas tautónicas en el haz que demostrasen que los neutrinos muónicos se habÃan transformado en tautónicos.
Su paciencia ha dado frutos, pues han logrado detectar un neutrino «camaleón» en el acto de transformarse de muónico a tautónico. Los resultados surgen tras siete años de preparación y más de tres de experimentación con el haz del CERN. En este tiempo, se han enviado miles de billones de neutrinos muónicos en un viaje subterráneo de 2,4 milisegundos de duración desde el CERN hasta Gran Sasso a 730 kilómetros de distancia.
«Este logro se debe a la tenacidad e inventiva de los fÃsicos de la comunidad internacional que diseñaron un haz de partÃculas de cara a este experimento», explicó Roberto Petronzio, presidente del INFN. «Gracias a ellos, el diseño original de Gran Sasso se ha completado con éxito. De hecho, durante su construcción, los laboratorios se orientaron para que pudieran recibir haces de partÃculas del CERN».
«Estamos seguros de que tras este primer acontecimiento vendrán otros que demostrarán la presencia de una oscilación de los neutrinos», añadió Antonio Ereditato, portavoz de la iniciativa de colaboración OPERA.
El director general del CERN, Rolf Heuer, expresó su satisfacción por este resultado y declaró: «Este es un paso importante para la fÃsica de neutrinos. Felicidades al experimento OPERA y a los laboratorios Gran Sasso asà como a los departamentos de aceleración del CERN. Estamos deseando descubrir la nueva fÃsica que anticipa este resultado».
La observación de oscilaciones de neutrinos allana el camino para la consecución de más descubrimientos astrofÃsicos importantes. En la actualidad el Modelo Estándar que emplean los fÃsicos para explicar el comportamiento de las partÃculas fundamentales mantiene que los neutrinos carecen de masa. Sin embargo, la demostración de la oscilación de los neutrinos indica todo lo contrario. La revisión del Modelo Estándar podrÃa ayudar a los cientÃficos a descubrir nuevos tipos de neutrinos que aclaren la teorÃa de la materia oscura y la naturaleza del Universo.
