El japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur McDonald
han recibido hoy el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de la
oscilación de los neutrinos, lo que demuestra que estas partículas
tienen masa. El hallazgo de ambos físicos “ha cambiado nuestra
comprensión del funcionamiento más profundo de la materia y puede ser
crucial para nuestra visión del universo”.
Kajita trabaja en el experimento Super Kamiokande y está
afiliado a la Universidad de Tokio. McDonald está adscrito a la Queen’s
University de Canadá.
Los neutrinos han sido las partículas más misteriosas del
universo. Cada segundo, billones de ellos atraviesan nuestro cuerpo,
nuestras casas y el resto del planeta sin dejar rastro alguno, lo que
les ha valido el apodo de fantasmas. Parte de ellos se crean en la
atmósfera terrestre cuando incide en ella la radiación cósmica y otros
son producidos en reacciones nucleares dentro del Sol. Los únicos
lugares donde son visibles es en descomunales detectores instalados
debajo de montañas, en viejas minas y otros lugares naturalmente
protegidos contra cualquier tipo de interferencia por parte de otras
partículas más pesadas. Los neutrinos son tan rápidos y ligeros que se
pensaba que no tenían masa. Hasta los descubrimientos de McDonald y
Kajita, se calculaba que gran parte de ellos desaparecen sin explicación
posible.
En 1998, Kajita observó la oscilación de los neutrinos gracias al Super Kaiokande, una descomunal piscina con 50.000 toneladas de agua construida a un kilómetro bajo tierra en Japón..
En algunas raras ocasiones, cuando un neutrino atraviesa el agua,
interactúa con los electrones de este líquido lanzando un destello de
luz que permite estudiar su trayectoria y propiedades. Kajita se centró
en los neutrinos que llegan desde la atmósfera y observó que estos
oscilan entre dos estados o tipos diferentes. Por su parte, McDonald
trabajó a más de dos kilómetros bajo tierra, en una vieja mina de níquel
de Ontario (Canadá) reconvertida en el Observatorio de Neutrinos de
Sudbury. Gracias a esta instalación, en 2001 comprobó que los neutrinos
que se producen en el Sol no estaban desapareciendo en su camino hacia
la Tierra, sino que simplemente habían cambiado de tipo, oscilando entre
uno y otro igual que los neutrinos atmosféricos detectados en Japón.
Esta metamorfosis se da entre los tres tipos de neutrinos
conocidos y explica por qué dos tercios de todas estas partículas, que
deberían estar llegando a la Tierra según los cálculos teóricos, no
estaban siendo detectadas. Los descubrimientos de ambos físicos explican
que estas partículas no desaparecen, sino que oscilan entre tres
estados diferentes a los que los físicos llaman sabores y cuya dinámica
está regida por la mecánica cuántica.
Los descubrimientos de Kajita y McDonald implican que, a
pesar de su fantasmagórica presencia, los neutrinos tienen masa, al
contrario de lo que se había pensado durante décadas. Aún se ignora cuál
es su masa exacta, especialmenrte porque esta cambia cuando se produce
la metamorfosis. Más aún, el modelo estándar, que describe a la
perfección el mundo subatómico de la física de partículas y que incluye
el bosón de Higgs, se queda corto para explicar al neutrino. Según los
cálculos de este modelo, no debería tener masa. Por eso el trabajo de
McDonald y Kajita aporta uno de las mayores indicios de que hay una
nueva física en el universo que está por descubrir.
(Adaptado del El País Digital)
El Premio Nobel de Física 2016 ha sido concedido, ex aequo, a David
J. Thouless, por un lado, y a F. Duncan Haldane M. y J. Michael
Kosterlitz, por otra, por revelar los "secretos exóticos de la materia".
En el fallo se destaca que el galardón se les concede a estos tres
científicos británicos "por los descubrimientos teóricos de las
transiciones de fase topológica y fases topológicas de la materia". Las
transiciones de fase suceden cuando la materia cambia de fase, como
cuando el hielo se derrite y se convierte en agua o el agua se evapora.
