Indicios de que los neutrinos tienen masa y son materia oscura del universo

Unas partículas elementales tan elusivas que se piensa que carecen de masa, los neutrinos, pueden ser materia de lo más importante en el universo, tal vez mucho más abundante y sustancial que toda la materia corriente que forma los planetas, las estrellas y las galaxias. En un experimento, que pretende responder a una de las cuestiones centrales de la cosmología actual, un equipo del Laboratorio Nacional de Los Álamos (EE UU) ha obtenido indicaciones de que los neutrinos tienen masa. Los científicos esperan ahora la confirmación de los resultados en otros laboratorios.

Los neutrinos son unas partículas elementales generadas en los procesos físicos de los primeros instantes del universo, en las es trellas y en reacciones nucleares. Carecen de carga eléctrica (de ahí su nombre), viajan a casi la velocidad de la luz y apenas interactúan con la materia (atraviesan la Tierra, las personas y prácticamente cualquier detector como si fueran transparentes). Ningún experimento hasta el momento ha descubierto que tengan masa, aunque, desde hace años, los físicos de partículas sospechan que tal vez la tengan.Si efectivamente los neutrinos tienen masa, podrían ser un significativo constituyente de la misteriosa materia oscura que muchos científicos, creen que llena y conforma el universo y puede dictar su destino. Hywell White, lider del equipo de investigación de Los Álamos, ha comentado que "la explicación más probable" del comportamiento observado de los neutrinos producidos en el experimento es que estas partículas tienen alguna cantidad de masa aún por determinar.

Dicha masa tendría que ser superior a medio electronvoltio (eV), que es la sensibilidad mínima del detector utilizado, e inferior a cinco eV. En comparación, la masa de un electrón, la partícula elemental, constituyente de lo! átomos. más ligera con masa" tiene más de 500.000 eV. Un electronvoltio, una medida de energía equivalente a la masa, es una milmillonésima de la masa de un protón, la partícula fundamental del. núcleo atómico de la materia ordinaria.

Descartar señales falsas

Las mediciones críticas del experimento se han repetido en dos fases totalizando cinco meses y han sido analizadas con sumo. cuidado para descartar falsas señales, según han explicado los investigadores de Los Álamos. Al final de la segunda fase del experimento, concluida el pasado noviembre, el número creciente de indicadores registrados dio al equipo de White mayor confianza en su idea de que efectivamente estaban observando los efectos de neutrinos con masa. "Por eso ahora estamos dispuestos a hablar de los resultados en público", ha comentado William C. Louis, miembro del proyecto.

Los resultados del experimento se presentan esta semana en una reunión científica de Los Álamos y se enviarán para su publicación en la Physical Review Letter.

Algunos científicos afirman tener confianza en la interpretación de los datos del experimento, la detección de la masa de los neutrinos, pero otros especialistas se muestran más cautos recordando resultados similares experimentales que llegaban a esta misma conclusión y que luego resultaron ser falsos.

White y Louis dicen que sería necesario hacer más pruebas para establecer sus resultados fuera de toda duda y para precisar el valor de la masa. Dos años más de trabajo, como mínimo están previstos en Los Álamos, y se van a hacer experimentos similares en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), junto a Ginebra, y en el Fermilab de Chicago (EE UU). "Hasta que no haya una confirmación independiente, hay que ser muy cauto", ha comentado David Schramm, de la Universidad de Chicago.

Oscilaciones

Los neutrinos, cuya existencia fue postulada en 1930 por Wolfang Pauli, existen en tres variedades asociadas a otras tres partículas elementales (el electrón, el muón y el tau), por lo que hay neutrino del electrón, neutrino del rmuón y neutrino del Tau. Es posible que en determinados procesos físicos los neutrinos cambien de identidad entre estos tres tipos, en cuyo caso tendrían que tener alguna masa.

En esta extraña propiedad, denominada oscilación, se basa el experimento de Los Álamos y otros preparados o en curso en diferentes laboratorios. El reto es pillar al neutrino en la oscilación, y lograrlo, es el objetivo de los 40 investigadores dirigidos por White. Ellos han medido lo que creen que son. oscilaciones en las interacciones de partículas elementales generadas con un haz de protones de un acelerador disparado contra un tanque de agua, planchas de acero y un recipiente con 180 toneladas de petroleo; 1220 fotodetectores que registran microfogonazos si hay oscilaciones de neutrinos.

"Estamos seguros al 95% de nuestra conclusión. La oscilación parece la explicación más plausible" dice White.