Nuevos datos, aunque no definitivos, apoyan el experimento de los neutrinos

Los neutrinos siguen superando la velocidad de la luz según los nuevos datos obtenidos por los científicos del experimento OPERA, que levantó gran revuelo, hace unas semanas, al anunciar este imprevisto resultado, que viola el límite máximo de velocidad en el universo -la de los fotones- fijado por las leyes de la física. Han sacado nuevos registros modificando el haz de neutrinos que es clave en la prueba y el extraño fenómeno sigue produciéndose, pero los investigadores del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN, Italia) son muy prudentes a la hora de sacar conclusiones. Ellos explican que todavía tienen que revisar otro posible origen de errores (la determinación exacta de la distancia recorrida) y advierten que solo se podrá decir la palabra definitiva sobre ese asunto cuando se confirmen los datos en otro experimento de este tipo realizado en otro laboratorio.

Precisamente eso es lo que están haciendo los físicos del experimento Minos estadounidense, que están mejorando sus equipos para lograr una precisión equiparable a la de los italianos. En unos meses tendrán ya buenos datos, pero advierten que no esperan tener esa precisión comparable con la de sus colegas de Gran Sasso hasta 2014. Los inesperados datos del experimento no sólo desbaratan la teoría de la Relatividad Especial de Einstein sino que son contradictorios con los resultados medidos de observaciones anteriores extremadamente precisas de velocidad de estas partículas elementales.

Los nuevos ensayos realizados en el experimento italiano, parece que excluyen parte de los efectos sistemáticos que podrían haber afectado a las mediciones originales, dicen. Pero "una medición tan delicada y que conlleva una implicación profunda en la física requiere un nivel extraordinario de escrutinio", comenta Fernando Ferroni, director del INFN. El experimento consiste en lanzar haces de neutrinos desde el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra) hasta el detector OPERA, situado a 730 kilómetros, en el Laboratorio de Gran Sasso (del INFI), bajo los Apeninos.

Los neutrinos son partículas elementales que atraviesan la corteza terrestre sin apenas interaccionar con la materia.

A finales de septiembre los científicos de este equipo anunciaron que habían detectado unos 15.000 neutrinos en OPERA y que según los datos, tardaban en recorrer esa distancia de 730 kilómetros 60 nanosegundos menos de lo que emplearía la luz en cubrir esa misma distancia. La complejidad técnica del experimento para determinar con exactitud el momento de partida de los neutrinos en el CERN y el de llegada, así como la distancia exacta entre el origen del haz (en Ginebra) y el destino (en Italia), así como lo posibles fallos, han centrado en gran medida el debate acerca de estos sorprendentes resultados en la comunidad científica.

En las últimas semanas, los científicos de OPERA han mejorado los parámetros de su ensayo variando las características del haz de neutrinos de manera que obtienen "una mejor definición del tiempo" en el origen de los neutrinos, explican. Los neutrinos se producen en el sistema de aceleradores del CERN a partir de un haz de protones que chocan contra un blanco de grafito para generar los neutrinos que se envían a Gran Sasso.

Los científicos, para medir la velocidad de estas partículas elementales, tienen que medir muy precisamente cuándo parten y cuando llegan, por un lado, y la distancia exacta entre la salida y la meta (el detector). Pero en realidad, aunque miden exactamente cuándo llega un neutrinos al detector, no pueden hacer lo mismo en la salida y recurren a un complejo cálculo promedio de los paquetes de neutrinos que forman el haz. Para mejorar la precisión en el tiempo de partida, lo que han hecho en las últimas semanas es reducir y espaciar más que antes los paquetes de neutrinos (ahora parte del CERN uno cada 524 nanosegundos). "En comparación con las mediciones previas, los paquetes de neutrinos son más breves y van más espaciados unos de otros, lo que permite tomar medidas más precisas de su velocidad, pero al precio de lograr una intensidad del haz muy inferior: sólo se han detectado 20 neutrinos en OPERA en esta fase", explica el INFUI en un comunicado. El año que viene seguirán tomando datos con esta configuración del haz.

"Las nuevas medidas tienen dos posibles interpretaciones: los resultados son revolucionarios... o sus autores siguen cometiendo y no encontrando el mismo error. Apuesto por la segunda", comenta a EL PAÍS el físico teórico Álvaro de Rújula, del CERN y del Instituto de Física Teórica (CSIC-UAM).

Otro posible foco de imprecisión en el experimento es la determinación de la distancia exacta entre el punto de partida del haz y el detector, parámetro medido mediante ajustes avanzados de GPS y teniendo en cuenta factores como la tectónica de placas o los efectos de las mareas. En ese segundo frente los científicos de OPERA no han avanzado por ahora respecto a los resultados del pasado septiembre. Lo que sí han hecho es mejorar el artículo científico provisional que presentaron hace un par de meses y lo han enviado ya para su publicación formal a la revista Journal of High Energy Physics (JHEP).

Mientras tanto en EE UU, los científicos se preparan en Minos para poder confirmar o refutar los extraños resultados de OPERA. Con experimentos conceptualmente iguales pero diferentes en su construcción. En el ensayo estadounidense los neutrinos parten del laboratorio Fermilab y se detectan en Minos, tras recorrer una distancia prácticamente igual a la que separa el CERN de Gran Sasso. Pero Minos tiene que mejorar su sistema de medidas de tiempos (de partida y de llegada de las partículas), con relojes atómicos, para poder hacer comparaciones con los resultados italianos. Tardarán unos pocos meses, dicen los responsables. Pero la respuesta definitiva sólo se obtendrá cuando se actualice el Minos y cuando se pueda contar con un haz de neutrinos más potente que ahora para aumentar el número de registros, según los responsables del experimento. Entonces sus datos serán mucho más precisos que los de OPERA en varios sentidos y los resultados serán comparables.

Una diferencia fundamental entre ambos ensayos es que el dispositivo estadounidense cuenta con dos detectores: uno justo a inicio del haz y otro en la llegada, lo que facilita la toma de datos precisos. Además de estas actualizaciones técnicas, los especialistas de Minos van a revisar a fondo los datos que han obtenido en los últimos años. En 2007, en este experimento se midieron una señales que apuntaban en mismo sentido que los resultados de OPERA posteriores, con una velocidad de los neutrinos ligeramente superior a la de la luz, pero carecían de la validez (significación estadística) mínima aceptable. Ahora, obviamente, los datos de Minos adquieren renovado interés.