NATURE ( 22-12-99)
En 1998, un equipo internacional de físicos que analizó resultados de
Super-Kamiokande aportó pruebas de que Updike estaba equivocado en otro
aspecto: según ellos, frente a la creencia general, los neutrinos sí
tienen masa.
Curiosamente, la masa del neutrino se dedujo del hecho de que algunos
de ellos parecen desvanecerse. El Super-Kamiokande puede detectar y
distinguir tanto los neutrinos del electrón como los neutrinos del muón.
Los neutrinos son producidos por rayos cósmicos que chocan contra la
atmósfera y se puede calcular cuáles deberían ser las proporciones
relativas de los dos tipos.
El Super-Kamiokande registraba un déficit de neutrinos muónicos. La
escasez era más evidente en el caso de los neutrinos que habían viajado
más antes de alcanzar el detector y los investigadores concluyeron que
algunos neutrinos muónicos habían mutado al tercer sabor ,
indetectable, al neutrino del tau (o alguna otra variedad desconocida).
Teóricamente, ya se sabía que esta transformación entre diferentes
sabores de neutrinos era posible: el neutrino oscila entre sabores
diferentes, que deben de tener masas diferentes.
El resultado todavía tiene que ser confirmado. Investigadores del
experimento SAGE, que se desarrolla en Baksan, Rusia, han anunciado este
mes que "todavía no son capaces de establecer definitivamente la hipótesis
de la oscilación", aunque sus resultados son coherentes con la idea. Pero
muchos físicos consideran que los descubrimientos del Super-Kamiokande son
convincentes.
Esto explicaría el viejo problema de los neutrinos solares: la
observación de que el Sol genera menos neutrinos que los previstos por las
teorías de las reacciones nucleares. La oscilación permitiría que algunos
de los neutrinos solares desaparecieran de nuestra vista antes de llegar
hasta nosotros. Pero las consecuencias derivadas de los neutrinos con masa
llegan más lejos.
La teoría actual de los bloques de construcción básicos de la materia,
el Modelo Estándar de la física de partículas, no dice nada sobre la masa
del neutrino: no hace previsiones de ningún tipo. Pero algunas teorías que
pretenden ir más lejos que el Modelo Estándar, entre ellas las Teorías de
Gran Unificación (GUT), prevén una masa de neutrino distinta de cero.
En concreto, una versión de una GUT aporta una explicación, apodada el
mecanismo oscilante , de cómo los neutrinos oscilan y de por qué su
masa es mucho más pequeña que la de los electrones, muones y taus. Los
descubrimientos del Super-Kamiokande indican que estas ampliaciones de la
teoría actual podrían ir por buen camino.
Pero sus resultados no permiten calcular la masa de las partículas,
sino las diferencias de masa. Sin embargo, las masas deben de ser
pequeñas. Incluso en este caso, los neutrinos con masa contribuirán
significativamente a la masa total del universo, aunque es poco probable
que expliquen toda la materia oscura fría que exigen las observaciones
astronómicas o las teorías cosmológicas.
Para los físicos, estudiar neutrinos es probablemente lo
más parecido a estudiar fantasmas. Estas partículas elementales vuelan por
el universo de forma casi imperceptible, sin apenas interactuar con otras
partículas. En 1960, John Updike resumió el problema:"Neutrinos, son muy
pequeños/No tienen carga ni masa/Y no interactúan en absoluto./La tierra
no es para ellos más que una estúpida bola/Por la que se limitan a
pasar...". Updike exagera ligeramente, porque los neutrinos interactúan,
aunque raras veces. De hecho, el fogonazo de luz que despiden en raras
colisiones con átomos les permite ser vistos por enormes detectores como
el Super-Kamiokande (Japón).