Resolviendo el misterio de los Neutrinos perdidos: La lucha de John Bahcall
Con el fin de entender la importancia de los neutrinos en la física contemporánea, debemos tomar en cuenta el aspecto experimental. Desde su postulación por Pauli hasta las conclusiones obtenidas sobre su extraño comportamiento oscilatorio, tuvieron que pasar alrededor de 70 años. Antes de dicha conclusión, existieron numerosos experimentos que nos permitieron conocer diversos aspectos de esta partícula; se descubrió que existían 3 tipos o sabores (electrón, muón y tau), la existencia de sus correspondientes antipartículas (llamadas anti-neutrinos) y el nivel de interacción que tienen con otras partículas (casi nulo).
En este proceso de búsqueda, se han escrito fascinantes historias por importantes científicos que defendieron la teoría de oscilaciones. En particular, esa fue la lucha del científico John Bachall. Ray Davis y Bahcall fueron en gran medida, los responsables de que la física de los neutrinos ocupara un papel preponderante en la ciencia moderna.
Bahcall había desarrollado un modelo de funcionamiento del Sol al que se le llamó Modelo Estándar Solar, el cual entre otras cosas, establecía la cantidad de neutrinos generados en él. El experimento que Bahcall y Davis arrojó resultados interesantes: la cantidad de neutrinos detectados era inferior a la que el modelo predecía. Bahcall explicó este déficit mediante las oscilaciones de neutrinos; algunos cambiaban de identidad al llegar al detector.
La primera respuesta de la comunidad científica fue que Bahcall había cometido un error en su modelo. Sus cálculos fueron revisados en numerosas ocasiones, pero ningún error pudo ser encontrado. Posteriormente una gran cantidad de experimentos repitieron el mismo proceso, obteniendo resultados similares.
Paralelamente y con motivos totalmente distintos, los científicos japoneses iniciaron trabajos que los llevaron al estudio de los neutrinos. En un principio, estaban interesados en estudiar el decaimiento del protón, para lo cual utilizaron una mina en desuso en la localidad de Kamioka y dentro de ella construyeron un gran contenedor de agua ultrapurificada; este experimento fue llamado KamiokaNDE.
La razón de usar minas, era principalmente para aislar el experimento de señales externas que pudieran afectar el resultado. Sin embargo, existía una señal proveniente de partículas que no se podían bloquear ni detener. Estas partículas eran los neutrinos atmosféricos, llamados así debido a que son generados por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera terrestre. Se concluyó que para poder llevar a cabo el experimento del decaimiento del protón, primero se debía entender a los neutrinos. Esto resultaba una tarea aún más complicada que el experimento original, debido a que poco se conocía de ellos y además existía la hipótesis de que oscilaban. Al final, los japonenses tomaron la decisión más inteligente: olvidarse del decaimiento del protón y enfocarse al estudio de los neutrinos. Sus resultados fueron tan exitosos, que al poco tiempo construyeron una versión mucho más grande y sofisticada del experimento original, al cual llamaron Super-KamiokaNDE. Años más tarde, dicho experimento también observó un déficit de neutrinos.
Después de más de tres décadas de vivir bajo las críticas de la comunidad internacional tachando su modelo Solar como erróneo, Bahcall al fin pudo comprobar su teoría con la ayuda de los resultados del experimento SNO en Canadá, y de SuperKamiokaNDE. Dichos experimentos confirmaron la existencia de las oscilaciones de neutrinos. Davis compartió el premio Nobel de Física en 2002 junto con Masatoshi Koshiba, de Super-KamiokaNDE.
La ciencia no le hizo justicia a Bahcall al no otorgarle esta merecida distinción, sin embargo seguirá siendo uno de los personajes más importantes y que más aportaciones ha hecho a la física contemporánea. La historia de los neutrinos está muy lejos de poder concluirse; su estudio continúa manteniendo ocupados a miles de científicos alrededor del mundo y nuevos proyectos experimentales se siguen aprobando. Los mejores años para la física de los neutrinos están por llegar, motivo por el cual las nuevas generaciones de científicos deben voltear a ver las oportunidades que ésta diminuta y fascinante partícula tiene por ofrecer.