24 de octubre de 2011
24.10.2011
La relatividad sigue a salvo

Einstein, 1; Neutrinos, 0

24.10.2011 | 22:41
El físico de partículas Juan José Gómez Cadenas, director del Grupo de Física de Neutrinos del IFIC, con un prototipo a escala 1:10 del experimento NEXT

El físico de partículas valenciano Juan José Gómez Cadenas asegura que muchos científicos consideran que el hallazgo de neutrinos más rápidos que la luz se debe a un error de medición

­El anuncio hace ahora un mes de que el detector «Ópera» del laboratorio italiano del Gran Sasso había identificado neutrinos que viajaban más rápido que la velocidad de la luz puso en tela de juicio la Teoría de la Relatividad formulada por Albert Einstein en 1905. El genio de Ulm ha establecido como uno de los pilares de la Física moderna que ningún cuerpo puede superar los casi 300.000 kilómetros que cada segundo recorre la luz en el vacío. Pero, el neutrino, a la que muchos llaman partícula «fantasma» porque al no tener carga eléctrica su interacción con la materia es muy débil, se atrevía a desafiar a Einstein. Así lo asegura el detector «Ópera», a 730 km del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) de Ginebra, que ha detectado haces de neutrinos lanzados por los aceleradores de partículas del CERN que han viajado 60 nanosegundos más rápido que la luz.
Sin embargo, este infinitesimal santiamén — 60 milmillonésimas partes de un segundo— es ahora cuestionado por la mayoría de la comunidad científica. «Yo creo que, hoy por hoy, está zanjado a favor de Einstein al 90 %. Muchos científicos pensamos que el resultado de ´Ópera´ acabará por explicarse en términos de un error sistemático», explica el director del Grupo de Física de Neutrinos del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) de Valencia, Juan José Gómez Cadenas, uno de los principales expertos españoles en esta elusiva partícula . Nacido en Cartagena en 1960 pero criado en Sagunt, Gómez Cadenas ha trabajado en el CERN y en los experimentos «K2K» y «T2K», que utilizan el detector Super-Kamiokande de Japón, una «trampa» subterránea de neutrinos con un tanque de 50.000 toneladas de agua ultrapura.

Un Nobel entra en liza
Explica que desde que hace tres semanas los investigadores de «Ópera» pusieron a disposición de la comunidad científica en internet el «pre-print» —el borrador de las conclusiones — de su descubrimiento, se han publicado en el mismo repositorio «online» más de 20 artículos relacionados con la medida, muchos de los cuales ponen en duda la interpretación superlumínica. Entre ellos uno que firman el Nobel de Física Sheldon Lee Glashow y otro distinguido científico, Andrew G. Cohen, ambos de la Universidad de Boston».
Glashow y Cohen, en su artículo «Nuevas limitaciones a las velocidades del neutrino», argumentan que los neutrinos al superar en el vacío a la velocidad de la luz deben perder energía de manera muy rápida. Gómez Cadenas recurre a la Física cuántica para explicar este fenómeno: «La velocidad de la luz no se puede superar en el vacío, pero si en otros medios como el agua, donde un electrón si que puede viajar más rápido». Así, continúa, «cuando un neutrino choca con el agua desaparece y da lugar a un electrón, que al superar la velocidad de la luz genera algo parecido a una onda de choque que se llama radiación de Cherenkov, un chispazo de luz azul por el que podemos saber la dirección del neutrino». Este es el principio por el que se rigen detectores de agua ultrapura como el Super-Kamiokande.
La tesis de Glashow y Cohen es que si los neutrinos han superado a la luz en el vacío «deberían haber emitido una radiación mucho más dura y fuerte que la de Cherenkov, y por lo tanto haber perdido energía». Sin embargo, otro experimento de Gran Sasso, el detector «Icarus», «mucho más preciso que ´Ópera´ para medir el espectro o banda de energía de los neutrinos, reveló hace unos días que los haces de neutrinos llegaron con la misma energía que salieron del CERN, con lo cual confirman lo que dicen Glashow y Cohen, que no pudieron ir más rápido que la luz».
Como velocidad es igual a espacio partido por tiempo, ´Ópera´ estimó la rapidez del los haces de neutrinos al sincronizar su reloj atómico con el del CERN . «Gracias al reloj sabía cuando salieron del acelerador y cuando llegaron al detector, y con el GPS la distancia recorrida». Pero, prosigue, «al tratarse de una diferencia tan pequeña, estamos al límite de lo que estos aparatos pueden medir, por lo que también acaban de publicarse dos o tres artículos que apuntan a limitaciones sistemáticas en la sincronización de los relojes o la calibración del GPS». «Es como intentar medir un segmento con una regla milimetrada: cualquiera puede hacerlo con una precisión de un centímetro, pero con un milímetro de exactitud sólo unos pocos€ con menos es muy fácil equivocarse», concluye.

La supernova del Cangrejo
El investigador del IFIC, un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de Valencia, se cuenta entre los numerosos científicos excépticos al ahora cuestionado hallazgo. Para ello se basa en la explosión que se detectó en 1987 de una supernova en la nebulosa del Cangrejo, a 165.000 años luz de la Tierra, «que eso en la escala del Universo es como si estuviera aquí al lado».
«Cuando una supernova colapsa emite primero una cantidad descomunal de neutrinos y, unas dos horas después, una luz que brilla más que toda la galaxia». Los neutrinos, como apenas tienen masa, van casi a la velocidad de la luz. En 1987, Super-Kamiokande, detectó una lluvia de neutrinos tres horas antes de que los telescopios observaran la luz de la supernova». Con los cálculos de ´Ópera´, los neutrinos de la supernova hubieran sido 6,5 km/h más rápidos que la velocidad de la luz, por lo que habrían llegado cuatro años antes».
Aún así, matiza, «los debates en ciencia nunca se cierran del todo, por lo que sin duda seguiremos leyendo muchos artículos interesantes que ofrezcan posibilidades para que los neutrinos adelante a la luz€ colándose por una dimensión extra, por ejemplo. Pero me da la impresión que Einstein todavía no necesita revisar sus cálculos».

¿El «agente doble» que dio lugar al Universo?
Juan José Gómez Cadenas dirige uno de los experimentos más ambiciosos que se van a realizar en España en Física de neutrinos, el proyecto NEXT. Se trata de un detector con un tanque de titanio de un m3 que alberga 100 kilos de gas xenón a presión y una Cámara de Proyección Temporal que comenzará a operar en 2013 en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc, bajo 1.000 metros de roca. NEXT se ha diseñado para observar un extraño fenómeno denominado desintegración doble beta sin neutrinos, que en caso de darse, demostraría que los neutrinos son su propia antipartícula. Esto podría explicar por qué, toda la materia y antimateria que creo el «Big Bang» hace 15.000 millones de años no se aniquiló entre sí, y sobrevivió una pequeña cantidad de materia que dio lugar al Universo. Si el neutrino fuera a su vez su antipartícula, podría haber sido el «agente doble» que decantó la moneda a favor de la materia, y gracias a él estemos todos aquí. r. m. valencia

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