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Dos fallos cuestionan el experimento de los neutrinos más rápidos que la luz

La Relatividad de Einstein impide velocidades superlumínicas

La transmisión de los datos de GPS y las conexiones de un reloj “han podido influir” en las mediciones de la velocidad de las partículas, anuncia el CERN

El detector OPERA instalado en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso, bajo los Apeninos.
El detector OPERA instalado en el laboratorio subterráneo de Gran Sasso, bajo los Apeninos.

El revuelo mundial que levantó el anuncio de que los neutrinos, unas partículas elementales, viajarían más rápido que la luz, violando ese límite máximo de velocidad establecido por Einstein, puede quedar en poco más que eso, un revuelo. Los mismos científicos del experimento Opera que anunciaron tan chocante resultado han encontrado dos fallos al repasar su trabajo. Los posibles errores no zanjan la cuestión todavía y el laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha anunciado que se repetirá el experimento a partir de mayo. Pero el escepticismo generalizado entre los expertos ante aquellos neutrinos extraveloces se refuerza con el anuncio oficial de las medidas defectuosas. Es la primera vez que el propio equipo de Opera expone oficialmente posibles fallos en sus datos, aunque decenas de científicos, desde fuera, habían sugerido muchas posibilidades.

Una de las dos fuentes de potenciales errores reside en un dispositivo clave para sincronizar los GPS. La otra está en la conexión por fibra óptica entre el receptor de GPS y el reloj principal de la toma de datos. Los dos “posibles efectos”, como los llama la dirección del CERN con mucha cautela, “pueden haber influido en las medidas del tiempo de los neutrinos en el experimento”. Sin embargo, la cosa es más compleja porque uno de los fallos habría provocado la sobreestimación de la velocidad de esas partículas, y otro la subestimaría. Como los científicos de Opera no han dado más detalles, es difícil, si no imposible, para los especialistas evaluar las consecuencias, es decir, determinar por fin si los neutrinos superan o no la velocidad de la luz.

“El alcance potencial de estos dos efectos está siendo estudiado por el grupo Opera”, señala el comunicado del CERN.

Algo más rotunda ha sido la información en la web de la revista Science, que afirmaba que “un error desmonta los resultados de los neutrinos más rápidos que la luz”, aunque matizaba que “hacen falta nuevos datos” para confirmar la hipótesis de que los fallos detectados ahora pudieron falsear lo anunciado en septiembre.

Lo que está claro es que los resultados presentados en septiembre quedan en suspenso, en duda. “Se ha encontrado una posible explicación [de los sorprendentes resultados] pero no lo sabremos hasta que no se haya comprobado”, con nuevos datos, ha comentado el portavoz del CERN, James Gillies. El sistema de aceleradores de ese laboratorio enviará de nuevo haces de neutrinos al detector Opera, situado en un laboratorio subterráneo (bajo los Apeninos, en Italia). Además, siguen adelante los planes de repetir el trabajo europeo y comprobar si es correcto en otra instalación similar, Minos, en EE UU. Un tercer experimento, el japonés K2K, también puede aportar sus datos para contrastar los polémicos resultados.

“La información es muy escasa y es difícil profundizar en la explicación, pero lo realmente importante es que Opera ha revisado más a fondo los elementos clave del experimento y ha descubierto un par de ingredientes que antes había pasado por alto”, comenta Pablo García, físico de partículas del Ciemat, en España, y miembro del experimenta CMS del CERN. “Uno puede argüir precipitadamente que es un error imperdonable, pero en realidad esto pone de manifiesto la complejidad del experimento y lo difícil que es tener bajo control todos los detalles; de hecho, forma parte de la vida cotidiana del científico enfrentarse a estas situaciones en las que la emergencia de un efecto desconocido pone a prueba la solidez de tu trabajo”.

EE UU repetirá el trabajo hecho en el laboratorio italiano

Dario Autiero, como portavoz de Opera, asumió, el pasado 22 de septiembre, lo que seguramente era la responsabilidad de mayor riesgo en su vida científica cuando ocupó el estrado en el salón de actos del CERN, ante centenares de colegas presentes y miles pendientes de sus palabras por Internet. Explicó que, según los datos tomados en Opera de miles de neutrinos lanzados desde el CERN, a 730 kilómetros de distancia, estas partículas cubrían esa distancia en un tiempo inferior al que habría tardado la luz en recorrer esos 730 kilómetros. La expectación era máxima tras varios días de rumores acerca de esos resultados. Autiero explicó los detalles del trabajo y dijo que no habían encontrado errores al repasar una y otra vez los datos de la exagerada velocidad de los neutrinos. No especuló acerca de las implicaciones de esos neutrinos superlumínicos, pero a nadie se le escapó que si los resultados fueran correctos, cuestionarían un pilar de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, según el cual nada puede superar la velocidad máxima en el universo, que es la de la luz en el vacío, unos 300.000 kilómetros por segundo.

“Me parece que no conozco a nadie que se haya atrevido a apostar a que sea correcto [el efecto de los neutrinos superlumínicmos medido en Opera]“, ha declarado ahora a Reuters Edward Blutcher, jefe del Departamento de Física de la Universidad de Chicago. “Creo que la gente del experimento trabajó todo lo cuidadosamente que pudo y me parece que cuando agotaron las ideas acerca de lo que podía fallar, decidieron presentarlo”, añade.

El CERN dice que se esta estudiando el alcance potencial de los fallos

Aunque los expertos permanezcan a la espera de conocer los detalles precisos de los fallos y el error concreto que inducen, se percibe un tono que podría definirse de Ya lo decía yo, porque el anuncio de septiembre se recibió con mucho escepticismo. El premio Nobel Sheldon L.Glashow, que ha trabajado sobre el asunto, proclamó: “Si los resultados de Opera son correctos yo abandono la física”.

Durante los meses transcurridos, muchos científicos se han mantenido al margen esperando nuevos resultados, con el convencimiento de que algo estaba mal en Opera. Otros han propuesto explicaciones alternativas, planteamientos teóricos y posibles problemas en los registros del famoso experimento. Muchos han optado por no meterse en el asunto, convencidos de que sería un error.

“Hasta que no tengamos más información de Opera sobre cual es la magnitud absoluta de los dos efectos encontrados no podremos juzgar si la medida presentada anteriormente debe ser levemente corregida, pero manteniendo las mismas conclusiones, o si por el contrario la velocidad de los neutrinos es, en efecto, menor que la de la luz”, concluye García.

 

60 milmillonésimas de segundo

El experimento Opera se realiza entre el CERN, junto a Ginebra y el laboratorio subterráneo de Gran Sasso, ubicado bajo los picos de los Apeninos, a 730 kilómetros de distancia. Los aceleradores del CERN envían haces de neutrinos hacia Opera y como esas partículas apenas interactúan con la materia atraviesan el subsuelo sin inmutarse de un punto a otro.

No hay, por supuesto ningún túnel de 730 kilómetros para hacer carreras entre neutrinos y fotones (luz) y ver cuál llega antes a la meta. Lo que los científicos hacen es medir con complejos sistemas de GPS y relojes sincronizados la distancia entre el haz emisor de neutrinos y el punto de detección en Opera, así como el tiempo empleado por esas partículas elementales. De ahí deducen su velocidad de vuelo.

Lo que en septiembre pasado anunciaron los físicos de esta colaboración internacional liderada por Italia es que, según sus registros, los neutrinos enviados desde el CERN viajaban hasta Gran Sasso a velocidad superior a la de la luz adelantándose en unas 60 mil millonésimas de segundo (nanosegundos). Es decir, que si se pudiera celebrar la imposible carrera entre partículas, los neutrinos sacarían una ventaja de unos 20 metros a los fotones.

Esos resultados no solo eran inesperados sino que suponían una contradicción con datos de altísima precisión sobre la velocidad de los neutrinos tomados anteriormente. Las observaciones más notables a este respecto son las de los neutrinos emitidos por supernova 1987A, una explosión estelar que se observó entonces en el cielo y se pudo registrar la llegada de los neutrinos (de energía muy inferior a los de Opera), con velocidad perfectamente acorde con la Relatividad de Einstein, y una precisión en la medida 100.000 veces superior a la de Opera.

Los científicos de Opera no se quedaron de brazos cruzados tras su anuncio de los neutrinos superlumínicos. Por un lado siguieron la tarea de repasar todos los parámetros del experimento una y otra vez (ahora han dado con dos fallos). Y por otra modificaron el experimento, en concreto cambiaron las características de los haces de partículas que parten del CERN para mejorar la medida del tiempo de vuelo. Pero el resultado que obtuvieron seguía siendo el mismo: neutrinos superlumínicos.