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22 de octubre de 2017
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Ojo de mosca

No. 34 Neutrinos: la materialización de un fantasma

Una de las cosas que a veces hacen los científicos es inventar algo para que les salgan bien las cuentas. Los neutrinos son un ejemplo bien conocido: fueron postulados por el físico austríaco Wolfgang Pauli para explicar un déficit de energía en la transformación radiactiva de un neutrón en un protón (el llamado decaimiento beta). Pauli propuso que la energía faltante era emitida en forma de una partícula sin carga, sin masa (o casi) y prácticamente indetectable: el neutrino.

Por supuesto, aunque en ese momento la fantasmal partícula pareciera una trampa (o más elegantemente, una hipótesis ad hoc) que sólo servía para corregir un modelo incompleto, con el tiempo se obtuvieron evidencias cada vez más fuertes de su existencia real, y pasó a formar parte del zoológico de componentes fundamentales del Universo. Hoy sabemos incluso que existen tres tipos de neutrinos, asociados respectivamente con el electrón y las partículas tau y mu.

A partir de su truculento origen, los neutrinos ha sido un constante problema para los físicos. No quedaba claro si tenían o no masa. Además, los modelos predicen que el Sol debería emitir una cantidad enorme de neutrinos por segundo (algo así como 200 sextillones) como resultado de las reacciones nucleares que lo mantienen brillando, pero cuando se ha intentado medirlos, se se hicieron experimentos para contarlos se encontró un número mucho menor.

El problema es que detectar neutrinos es dificilísimo: según la revista Discover, 1 500 millones de neutrinos pasan por la palma de nuestra mano mientras contamos del uno al tres, pero no los sentimos. Para detectarlos, es necesario que choquen contra alguna otra partícula. Por ello, en diversos lugares se han construido enormes tanques subterráneos llenos de agua pesada (que tiene deuterio en vez de hidrógeno) y rodeados de miles de detectores de luz: en el raro caso de que un neutrino choque contra un electrón del líquido, se produce un fotón de luz, que es detectado al instante.

Recientemente, los dos misterios —el de los neutrinos solares faltantes y el de su masa— fueron resueltos cuando investigadores del Observatorio de Neutrinos de Sudbury, en Canadá, detectaron que los neutrinos faltantes —del tipo asociado con el electrón— se estaban en realidad convirtiendo en otro tipo de neutrinos, los relacionados con la partículas mu y tau. Es lo que los físicos llaman “oscilaciones” o, más juguetonamente, “cambio de sabor”. Por eso no habían podido ser detectados. El hecho de que los neutrinos cambien de sabor implica, además, que tienen que tener masa.

Así que estos pequeños fantasmas que atraviesan nuestros cuerpos y nuestro planeta por millones cada instante han dejado de ser tan misteriosos e inmateriales: malas noticias para los novelistas de ciencia ficción que habían escrito obras basadas en el misterio de los neutrinos faltantes.

Comentarios: mbonfil@servidor.unam.mx

 

Martín Bonfil Olivera

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