Observan por primera vez neutrinos en el Gran Colisionador de Hadrones del CERN

“Si viéramos realmente el universo, tal vez lo entenderíamos”

Jorge Luis Borges (1899-1986)

Por Julio García G.  / Periodista de Ciencia

Es probable que los neutrinos sean una de las partículas subatómicas más elusivas existentes debido a que casi no tienen masa y, además, carecen de carga eléctrica, por lo que interactúan muy poco con el resto de las partículas y, por tanto, con la materia. Esta baja interacción produce que, todos los días, nuestro cuerpo sea bombardeado por millones de ellos sin que siquiera nos demos cuenta.

Los neutrinos -que son de las partículas más abundantes del universo- fueron bautizados así por un físico austriaco de nombre Wolfgang Pauli, quien también realizó notables contribuciones a la Mecánica Cuántica; y no fue sino hasta 1956 cuando dos físicos estadounidenses, Clyde Cowan y Frederick Reines, demostraron su existencia experimentalmente a través del bombardeo de agua pura a través de un haz de neutrones.

Su origen no es incierto ya que hoy se sabe, gracias a las profundas investigaciones que a largo de décadas se han hecho de ellos, que su nacimiento está ligado con la Gran Explosión o ´Big Bang´, además de que constantemente son producidos en el interior de los astros como las supernovas (a partir de los complejos procesos nucleares que tienen lugar allí). También surgen tras las colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera de la Tierra y en los aceleradores de partículas.

A pesar de que actualmente existen varios proyectos con presupuesto millonario para cazarlos, como el Observatorio de neutrinos IceCube que opera en el Polo Sur, científicos del CERN de Ginebra, Suiza -donde se encuentra el acelerador de partículas más grande y complejo del mundo, el LHC- anunciaron que por primera vez se ha realizado un experimento en las instalaciones de este acelerador donde han podido observarse directamente neutrinos.

Al respecto, en una entrevista concedida al portal de internet Phys.org, el físico Cristovao Vilela, quien realiza investigaciones en el CERN, mencionó que a pesar de que los neutrinos “se producen en abundancia en colisionadores de protones como el LHC, éstos nunca habían sido observados directamente” ya que, explica, “la interacción muy débil de los neutrinos con otras partículas hace que su detección sea muy desafiante y, debido a ello, son las partículas menos estudiadas en el modelo estándar de la física de partículas”.

La importancia de esta observación radica también en que seguramente allanará el camino para una compresión más profunda de cómo se comportan las partículas elementales, un “reino” poco explorado que podría permitir a los científicos entender mejor cómo se formó el universo y por qué existe materia en lugar de nada. Inclusive, el estudio de los neutrinos podría contribuir también al descubrimiento de partículas aún más elementales que probablemente estén detrás del andamiaje que hace que la materia exista y que la realidad misma sea como es y no de otra manera.

Quizá el modelo estándar de la física de partículas -al que hace alusión Cristovao Vilela- sea una de las contribuciones más notables de los científicos a la humanidad porque enumera todas aquellas partículas fundamentales presentes en la naturaleza y cómo éstas interactúan con el universo.

Las partículas fundamentales, al contrario de las partículas que no lo son, carecen de estructura interna porque le dan forma y sentido a partículas que poseen estructuras complejas como los protones y neutrones, los cuales se encuentran formando el núcleo de los átomos.

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Entre las partículas fundamentales más representativas se encuentran los neutrinos, pero también otras de las que hemos escuchado hablar como los electrones (que giran alrededor del núcleo de los átomos), los fotones (que son las partículas que transportan la luz) y los gluones (que mantienen unidos los quarks dentro de los átomos), entre muchas otras.

Otro aspecto importante para resaltar de las recientes observaciones del LHC en el CERN, es que una de las colaboraciones que participó en la detección de neutrinos, la colaboración FASER, observó los neutrinos del colisionador colocando su detector a lo largo de la línea del haz, logrando así seguir sus trayectorias.

De hecho, los neutrinos que fueron producidos por el LHC poseen altas energías. Esto hace que puedan interactuar más fácilmente con la materia y, por tanto, con los detectores, lo que ha permitido a los científicos identificar alrededor de 153 neutrinos con un detector que, afirman, es muy pequeño, económico y de fácil construcción.

Por otro lado, los investigadores esperan que el detector FASER funcione por muchos más años. Esto les permitirá recabar más datos y, por supuesto, utilizar toda la potencia de FASER para realizar un mapa completo de las interacciones de los neutrinos.

Además, es probable que en unos años se construya en las propias instalaciones del LHC una enorme caverna subterránea que servirá para instalar allí un gran detector capaz de analizar y clasificar millones de neutrinos de alta energía y también, quizá, encontrar respuestas en torno al origen de la materia oscura.

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Se cree que la materia oscura -que no emite ningún tipo de radiación, de ahí el motivo de que sea tan elusiva y de que su estudio esté actualmente tan limitado- representa alrededor del 26% de toda la materia existente en el universo y no se sabe aún bien a bien de qué está formada.

Los pormenores en torno al experimento realizado en el CERN, a través de la colaboración FASER, pueden consultarse directamente en la revista Physical Review Letters en el siguiente enlace: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.031801