Nobel de Física 2015 para los científicos que resolvieron el misterio de los neutrinos

El Premio Nobel de Física en 2015 reconoce a los científicos Takaaki Kajita (Higashimatsuyama-Japón, 1959) y Arthur B. McDonald (Sydney-Canadá, 1943) por sus contribuciones fundamentales a los experimentos que demostraron que los neutrinos, una tipo de partícula subatómica, cambian de identidad.

Esta metamorfosis requiere que los neutrinos tengan masa. El descubrimiento ha cambiado nuestra comprensión del funcionamiento más íntimo de la materia y puede resultar crucial para nuestra visión del universo.

Durante el cambio de milenio, Takaaki Kajita, afiliado a la Universidad de Tokio, presentó el descubrimiento de que los neutrinos que llegan desde la atmósfera cambian entre dos identidades en su camino hacia el detector japonés Super-Kamiokande (donde también se estudian antineutrinos).

Mientras tanto, el grupo de investigación liderado por Arthur B. McDonald, investigador de la universidad canadiense de Queen’s, pudo demostrar que los neutrinos procedentes del Sol no estaban desapareciendo en su camino hacia la Tierra. En su lugar, eran capturados con un estado o identidad diferente cuando llegaban al Observatorio de Neutrinos de Sudbury (Ontario, Canadá).

El puzle de neutrinos que los físicos habían tratado de resolver durante décadas había sido resuelto. En comparación con los cálculos teóricos del número de neutrinos, hasta dos tercios de los neutrinos se perdían en las mediciones que se efectuaban en la Tierra. Pero los dos experimentos permitieron descubrir que los neutrinos cambiaban de identidades.

Detector japonés Super-Kamiokande. / www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp

 
El descubrimiento llevó a los científicos a deducir que los neutrinos, que durante mucho tiempo se consideraron partículas sin masa, debían tener algo de masa, por muy pequeña que fuera.

El mundo oculto de los neutrinos que bombardean la Tierra

Para la física de partículas este fue un descubrimiento histórico. El denominado modelo estándar sobre el funcionamiento más íntimo de la materia había sido un éxito increíble, habiendo resistido todos los desafíos experimentales durante más de veinte años. Sin embargo, como requería que los neutrinos no tuvieran masa, las nuevas observaciones mostraron claramente que este modelo no puede ser la teoría completa de los componentes fundamentales del universo.

El descubrimiento galardonado ahora con el Premio Nobel de este año en Física ha producido importantes conocimientos sobre el oculto mundo de los neutrinos. Después de los fotones, las partículas de luz, los neutrinos son las más numerosas en el cosmos. La Tierra está constantemente bombardeada por ellos.

Muchos neutrinos son creados en reacciones entre la radiación cósmica y la atmósfera terrestre. Otros se producen en reacciones nucleares en el interior del Sol. Miles de millones de millones de neutrinos están fluyendo a través de nuestros cuerpos cada segundo. Practicamente nada puede detener su paso. Los neutrinos son las partículas elementales más esquivas de la naturaleza.

Ahora los experimentos continúan en todo el mundo con el fin de capturar neutrinos y examinar sus propiedades. Se espera que los nuevos descubrimientos acerca de sus secretos más profundos cambien nuestra comprensión actual de la historia, la estructura y el futuro destino del universo.

Detector Super-Kamiokande en Japón. / © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Sudbury Neutrino Observatory (SNO) de Canadá. / © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences