Un nuevo experimento confirma la transformación de neutrinos

Por solo diez días se han adelantado los físicos del experimento internacional T2K, en Japón, a sus colegas de Minos, del laboratorio Fermilab (EE UU), en una dura competición científica por desvelar el comportamiento de los neutrinos, partículas elementales que apenas interaccionan con la materia y, pese a su abundancia en el universo, apenas caen en las trampas diseñadas para estudiarlos. Tras los resultados anunciados por T2K la semana pasada, ahora lo hacen los de Minos, destacando que sus datos con consistentes con los de los competidores, pero más precisos.

El fenómeno que unos y otros persiguen es la transformación de unos neutrinos en otros cuando recorren una distancia suficiente. Hay neutrinos de tres tipos (del electrón, del muón y del tau) y, por el mecanismo de la oscilación, parte de los emitidos de un tipo acaban convertidos en los de otro. Se habían observado ya experimentalmente dos formas de oscilaciones de neutrinos, pero faltaba la de los neutrinos muónicos en neutrinos electrónicos.

Los científicos de T2K, experimento en el que participan físicos de partículas españoles, anunciaron haber detectado precisamente transformaciones de neutrinos del muón en neutrinos del electrón, y ahora lo confirman los de Minos. "Los resultados de estos dos experimentos pueden tener implicaciones en nuestra comprensión del papel que los neutrinos han podido jugar en la evolución del universo", explican los expertos de Fermilab. "Si los neutrinos muónicos se transforman en neutrinos electrónicos, estas partículas pueden ser la razón de que el Big Bang produjese más materia que antimateria, conduciendo al universo tal y como existe ahora".

Como los neutrinos oscilan -se transforman de unos en otros- al recorrer largas distancias, estos experimentos tienen que situar en un lugar el origen del haz de neutrinos (un acelerador de partículas) y en otro, lejano, el detector que capta ese haz y los neutrinos con identidad cambiada. En el caso de Minos, el acelerador esta en Fermilab, cerca de Chicago, y el detector a 735 kilómetros. Este último es un artefacto de 5.000 toneladas ubicado a 800 metros bajo tierra en el Laboratorio Subterráneo de Soudan (Minesota del Norte). Para garantizar la precisión de los datos, en realidad se utilizan dos detectores idénticos: uno en Fermilab que sirve para verificar la pureza del haz de neutrinos saliente y otro en Soudan. Los neutrinos tardan unas cuatro centésimas de segundo en viajar de un sitio a otro, atravesando la tierra sin apenas inmutarse. Esas centésimas de segundo son suficientes para que se produzca la transformación de unaa partículas en otras.

En el caso de T2K, son solo 295 kilómetros, desde el Japan Proton Accelerator Research Complex) hasta el detector subterráneo Superkamiokande.

Este experimento se paró por los desperfectos que sufrió el acelerador (el origen del haz de neutrinos) en el terremoto de marzo y no podrá volver a tomar datos hasta finales de este año. El equipo de EEUU, en el que colaboran 140 científicos, ingenieros y técnicos de cinco países, seguirá tomando datos hasta febrero de 2012.

Minos ha registrado un total de 62 neutrinos del electrón, que deberían haber sido 71 si la frecuencia de transformación fuese la indicada T2K, pero si no se hubieran producido esas transformaciones, explican los físicos de Fermilab, se habrían captado sólo 49. Los dos experimentos y métodos de análisis son complementarios pero diferentes, lo que explica los resultados ligeramente distintos. Los científicos interpretan que la mayor parte de los neutrinos del muón se transforman en el experimento en neutrinos del Tau y una pequeña fracción lo hace en neutrinos del electrón.