Un experimento da nuevos datos sobre la masa de los neutrinos

Los neutrinos emitidos por las reacciones nucleares de centrales de Japón y detectados en una enorme trampa subterránea de estas partículas subatómicas ha permitido a los físicos japoneses y estadounidenses del experimento KamLAND dar un espectacular paso adelante en el conocimiento del universo subatómico. Con sus datos despejan incógnitas que tenían en vilo a los científicos referentes a la masa de los neutrinos.

Los físicos de KamLAND, una colaboración internacional de 92 especialistas, han medido durante los primeros seis meses de funcionamiento del detector (instalado en una mina de Japón e inaugurado este año) el flujo de estas partículas generadas en centrales atómicas situadas a una distancia media de 175 kilómetros, constatando que se registran en el detector menos neutrinos de lo previsto.

El detector mide 18 metros de diámetro y está instalado en una antigua mina de Japón

El truco de la desaparición está en la naturaleza misma de los neutrinos -o antineutrinos, que a efectos de las concluisones del experimento es igual- que se transforman en el trayecto desde el lugar de emisión al detector. Existen tres tipos o sabores de estas partículas: neutrinos del electrón, del muón y del tau, y cambian de uno a otro al recorrer distancias a casi la velocidad de la luz.

Otros experimentos realizados en los últimos años apuntaban ya firmemente en el sentido de que los neutrinos no son partículas de masa nula, en contra de lo que se creyó durante años. Pero los datos admitían varias soluciones distintas en cuanto a la diferencia de masas y mezcla de los neutrinos. Ahora los resultados de KamLAND, que se publicarán en la revista Physical Review Letters, indican cuál de esas soluciones posibles es la acertada, aunque aún no sea posible determinar la pequeñísima masa de estas partículas.

Además, este experimento, a diferencia de los anteriores, detecta neutrinos producidos artificialmente, no partículas solares o atmosféricas como en investigaciones anteriores. Esto supone que el el flujo de neutrinos en el origen esta totalmente controlado, lo que añade seguridad al experimento japonés. Por ahora ningún experimento ha sido capaz de determinar la masa exacta de los neutrinos.

Estas partículas apenas interaccionan con la materia y por tanto son muy difíciles de regirstrar. KamLAND es una cuba de acero de 18 metros de diámetro con 1.200 metros cúbicos de un líquido especial; una fracción mínima de los neutrinos que llegan choca contra los átomos de ese líquido, produciéndose un destello que ven los fotomultiplicadores instalados alrededor.

Los resultados del nuevo experimento, destacan los científicos responsables del mismo, apuntalan también la explicación que se ha dado al déficit de los neutrinos solares que los físicos observaron durante años. El problema es que, según la teoría que explica las reacciones nucleares en el Sol, se genera una cierta cantidad de neutrinos, pero los detectores en Tierra miden menos. La clave está en que la estrella emite la cantidad prevista de neutrinos del electrón, pero éstos se transforman en neutrinos del muón y del tau.