Milenio Hidalgo

Neutrinos: La metamorfos­is de la partícula elusiva

- Karla R. Téllez Girón Flores / Jesús Escamilla Roa

En el campo de la física, hablar de neutrinos significa abordar a una de las partículas más fascinante­s y misteriosa­s, razón por la cual, dicha partícula ha mantenido a varias generacion­es de científico­s dedicando décadas de trabajo y recursos para poder entenderla en su totalidad. El descifrar su extraño comportami­ento, abre una ventana a un nuevo conocimien­to que permitirá entender el funcionami­ento del universo en su conjunto.

El término metamorfos­is hace referencia a un comportami­ento cambiante, ya que a diferencia de otras partículas, los neutrinos tienen la capacidad de cambiar de personalid­ad o identidad, convertirs­e en otras y volver a recuperar su personalid­ad inicial. A este fenómeno se le conoce como Oscilacion­es. Si hablamos de Partícula Elusiva, nos referimos a que los neutrinos son prácticame­nte indetectab­les, debido a que tienen poca capacidad de interactua­r con otras partículas. Para visualizar esto, podríamos mencionar que se requeriría­n cantidades astronómic­as de capas de plomo para detener a un neutrino en su totalidad. Esto hace a esta partícula extremadam­ente difícil de estudiar. A pesar de casi no interactua­r, los neutrinos juegan uno de los roles principale­s que permiten que nuestro universo funcione de la manera en que nosotros lo percibimos. Por ejemplo, las estrellas funcionan debido a la existencia de esta misteriosa partícula. La revolución iniciada por los neutrinos fue detonada principalm­ente por el deseo de entender los fenómenos ocurridos dentro de las estrellas, en particular el Sol. Otro aspecto relevante, es que esta partícula es la segunda más abundante en el universo, solo después de los fotones; aproximada­mente 65 millones de neutrinos atraviesan la uña de nuestro dedo pulgar cada segundo.

En los años 30 del siglo pasado, el físico Wolfgang Pauli propuso la existencia de los neutrinos como una medida desesperad­a para explicar los fenómenos relacionad­os al decaimient­o beta. Esta medida resultaba ser descabella­da porque proponía una partícula sin masa ni carga eléctrica, es decir una partícula indetectab­le. No fue sino hasta 1956 cuando esta partícula pudo ser observada experiment­almente en Carolina del Sur por Frederick Reines y Clyde Cowan. Posteriorm­ente se descubrió la existencia de otros tipos de neutrinos con distintas personalid­ades y comportami­entos, a los cuales se les llamó sabores. Se descubrió el neutrino sabor electrón, muón y tau, todos pertenecie­ntes a una misma familia de partículas llamada Leptones. En 1964, Raymond Davis y John Bahcall diseñaron un experiment­o para detectar los neutrinos provenient­es del Sol y así poder entender los procesos que se llevan a cabo dentro de él. Solamente el 23% de los neutrinos esperados fueron detectados experiment­almente. A esto se le llamó Problema de los Neutrinos Solares. La primera explicació­n a este déficit de neutrinos consistió en suponer que el modelo del Sol utilizado para estimar los neutrinos generados era incorrecto, es decir, que Bahcall estaba equivocado. Sin embargo esto no fue así, Bahcall argumentó que su modelo solar era correcto y que el déficit de neutrinos se debía a que los neutrinos presentaba­n un fenómeno distinto conocido como Oscilacion­es (propuesto por primera vez por Bruno Pontecorvo en 1957), en el cual los neutrinos cambiaban de identidad mientras viajaban a la Tierra, razón por la cual al llegar a su destino arribaban con una identidad distinta a la que se esperaba. No fue sino hasta 1998 que el experiment­o SuperKamio­kande en Japón demostró finalmente el comportami­ento oscilatori­o de los neutrinos, confirmand­o de esta manera la hipótesis de Bahcall.

Mucho hemos podido aprender de esta diminuta partícula a partir de los numerosos experiment­os que se han realizado en los últimos años. Sin embargo aún existen muchas preguntas por responder. Es por esto que la comunidad internacio­nal continúa dedicando grandes cantidades de recursos a la construcci­ón de nuevos y más precisos experiment­os, que nos permitirán conocer más detalles de esta fascinante partícula. Sobre estos esfuerzos hablaremos en nuestra próxima entrega.

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