Neutrinos superlumínicos detectados en OPERA

Gracias a Internet, físicos a lo largo de todo el mundo, contemplaban ayer como Darío Autiero, del Instituto de física nuclear de Lyon en Francia, frente a una sala repleta de físicos expectantes, presentaba los resultados de un experimento. Dicho experimento, arrojaba el resultado increible de neutrinos viajando más rápido que la velocidad de la luz, el límite máximo de la velocidad, establecido por Albert Einstein en su teoría de la relatividad en 1905.

Darío Autiero durante el seminario.

El artículo completo y los  diagramas explicativos que se adjuntaron se pueden ver y descargar desde la página del CERN. [descarga del pdf]

Auditorio durante el seminario.

Neutrino, ¿qué es eso?

Los neutrinos son unas partículas elementales propuestas teóricamente por Wolfgang Pauli en 1930, para explicar la aparente pérdida de energía y momento linear en la desintegración de los neutrones (desintegración β).  La partícula predicha, el neutrino, debía de ser una partícula sin carga eléctrica, sin interacción fuerte y con una masa (si es que la tenía) despreciable.
En 1956 Clyde Cowan y Frederick Reines demostraron su existencia experimentalmente, bombardeando agua pura con un haz de neutrones. En 1970 se obtuvo la primera fotografía de un evento donde el neutrino estaba presente, en una cámara de burbujas:

Posteriormente se postularon y descubrieron los otros tipos de neutrinos: tauónicos y muónicos.
Los neutrinos son producidos en grandes cantidades en el interior de las estrellas, en los fenómenos de fusión atómica, que es el mecanismo responsable del brillo estelar. También se producen en grandes cantidades en las explosiones de supernovas, como en la SN1987A. Aquí en la Tierra, otra fuente de neutrinos son las centrales de energía atómica y los aceleradores de partículas.

Supernova 1987A

Debido a la poca interacción con la maetria, los neutrinos atraviesan la materia sin interactuar con ella prácticamente. En el tiempo que estás leyendo estas líneas, millones de neutrinos están atravesando tu cuerpo sin que nos demos cuenta.

El experimento

El experimento que puede hacer tambalear uno de los pilares de la física, se basa en enviar haces colimados de neutrinos desde los aceleradores de partículas del CERN (bajo de Ginebra, Suiza) hasta los detectores de partículas de OPERA (bajo los Apeninos, Italia, en el Laboratorio Nacional de GRan Sasso). La distancia entre estas dos instalaciones es de unos 730 kilómetros. de distancia. Los neutrinos atraviesan la Tierra sin inmutarse desde el CERN hasta OPERA, donde son detectados.

Durante este viaje, los neutrinos mutan y cambian de un tipo a otro, y es ésta oscilación la que originalmente estaban investigando los físicos. Después de varios años de mediciones y más de 15000 eventos detectados, al tomar medidas de tiempos y distancias... surgió la sorpresa: los neutrinos que parten del CERN llegan al detector de OPERA 60 nanosegundos antes de lo que tardaría un rayo de luz.

Acelerador de partículas del CERN

Para medir una velocidad (todos recordamos, v=e/t), necesitamos conocer la distancia recorrida y el tiempo empleado en ello. La diferencia detectada de solo 60 ns, es tan pequeña, que cualquier error en las medidas o cualquier factor que no se haya tenido en cuenta pueden falsear los resultados. Básicamente, el seminario de ayer consitió en la explicación de los aspéctos técnicos de medición de distancia y tiempo del experimento. Detalles tan pequeños como el desplazamiento de las placas tectónicas o los terremotos también son tenidos en cuenta en el cálculo de la distancia.

Detector OPERA, bajo los Apeninos.

Los científicos responsables del experimento no propusieron ninguna explicación teórica a esta velocidad anómala detectada, solo presentaron los resultados y el procedimiento de medición para que la comunidad de físicos de partículas y físicos teóricos busquen algo que se haya pasado por alto en el experimento.

Conclusión:
De momento, la opinión generalizada entre los físicos es de escepticismo, y se piensa que algo ha podido fallar o no tenerse en cuenta en éste experimento. La velocidad de la luz como límite máximo es algo que se ha medido con precisión en mutitud de experimentos, por lo que es normal el escepticismo. Otros experimentos de neutrinos parecidos a éste (Japón y EE.UU.) no han encontrado el efecto de la velocidad superior a la de la luz, aunque la precisión de las medidas no era tan alta como en este caso. En las observaciones de neutrinos procedentes de la supernova 1987A, éstas con una gran precisión, tampoco detectaron neutrinos superlumínicos.
Evidentemente, de ser cierto este resultado, las implicaciones serían revolucionarias. Pero hay que esperar.