Hace 15.000 millones de años, cuando empezó todo con el «Big Bang», dicha explosión original creo en teoría tanta materia como antimateria. Así, a cada partícula le correspondería su antipartícula, de idéntica masa pero distinta carga eléctrica. Sin embargo, el Universo, tal y como lo conocemos, está hecho de materia (electrones, protones, neutrones...). Conocer el por qué la moneda cayó del lado de la materia es aún un gran misterio.

El camino hacia la resolución del enigma del dominio de la materia ha comenzado en Japón, donde los 500 físicos de todo el mundo que trabajan en el experimento T2K, entre ellos seis científicos del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de Valencia, acaban de detectar por primera vez cómo se transforma el último de los tres tipos de neutrino en el que nunca se había apreciado oscilación alguna.

Los misteriosos neutrinos son, de las 12 partículas elementales que existen, los que tienen menor masa, pues ésta es un millón de veces más pequeña que la del resto de partículas. Esta característica hace que apenas interactúen con el resto de la materia. De hecho, cada uno de nosotros somos atravesados por miles de millones de estas diminutas partículas cada segundo sin que nos enteremos de ello.

El T2K es el experimento más preciso diseñado para detectar las oscilaciones de neutrinos, es decir, su transformación en vuelo en neutrinos de otro tipo. Consta del Super-Kamiokande, una mina abandonada transformada en un gran tanque subterráneo de 50.000 toneladas de agua ultra pura rodeado de miles de detectores de luz, y del acelerador de protones J-PARC de Tokai. Este acelerador genera haces de neutrinos muónicos y los envía hacia el Super-Kamiokande, a 295 km de distancia, por un túnel que llega a discurrir a mil metros bajo tierra.

La aportación valenciana a este experimento mundial radica en las tres Cámaras de Proyección Temporal (TPC) el lector más preciso del Detector Cercano del T2K, un sensor de 700 toneladas enterrado en un pozo a 280 metros del emisor de neutrinos. El responsable del grupo del T2K del IFIC, el doctor en Física Anselmo Cervera, explica que este detector cercano «es tan importante como el Super-Kamiokande, pues mide las propiedades de los neutrinos antes de que oscilen, que es lo que nos permite comparar con el resultado final».

El Super-Kamiokande, ya descubrió en 1998 la oscilación de los neutrinos muónicos a neutrinos tauónicos, y también de los neutrinos electrónicos. Este hallazgo que permitió calcular la masa de esta enigmática partícula, es según Cervera «el más importante en Física fundamental en los últimos 15 años, por lo que logró el Nobel en 2002».

A un 0,6% de la certeza científica

Solo quedaba observar la transformación de neutrinos muónicos en electrónicos, que es lo que ha logrado ahora el T2k, que ha detectado 6 eventos de este tipo hasta que el terremoto de Japón, —el J-PARC está a 150 km de Fukushima— obligó a parar el ensayo. La probabilidad de que estos 6 neutrinos electrónicos sean producto de las oscilaciones es del 99,3%. «Esta certeza —aclara — no es aún del 99,9% para ser considerada como una evidencia científica, con lo que habrá que esperar a que en diciembre se reanude el experimento para confirmar estas observaciones».

Para Cervera, esta última oscilación «abre la puerta a otro hallazgo, que seguro supondrá otro Nobel, el de la Violación Carga-Paridad (CP) en neutrinos». La Violación CP básicamente dice que una partícula y su antipartícula se comportan de forma diferente. Este fenómeno, que ya se ha observado en los quarks —las partículas fundamentales que forman protones y neutrones— «es muy pequeño para explicar la asimetría entre materia y antimateria». «Si el T2K es capaz de trabajar con antineutrinos y la Violación CP que se aprecia es suficientemente grande, se podría explicar porque la moneda cayó del lado de la materia tras el ‘Big-Bang’», concluye.