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Neutrinos más rápidos que la luz

09/23/2011

Scibook [Icon By Buuf]  Ciencia y Tecnología.

Nada viaja más rápido que la velocidad de la luz, con la posible excepción de las malas noticias, que obedecen sus propias leyes especiales.

Douglas Adams (1952 – 2001), humorista y escritor de ciencia ficción Británico.

De acuerdo al experimento OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus – Proyecto de Oscilación con Aparato de Rastreo por Emulsión), localizado en el Laboratorio Nacional de Gran Sasso, Italia, se realizaron una serie de pruebas diseñadas para detectar la oscilación de neutrinos, un fenómeno que forma parte de la mecánica cuántica. La base teórica detrás de la oscilación consiste en que los neutrinos no tienen una masa y energía definidas, sino que poseen una combinación de estados o “sabores” – existen tres tipos, llamados neutrino electrónico (ve), neutrino muónico (vμ) y neutrino tauónico (vτ) – cada uno con su propia masa y energía. A nivel experimental, OPERA consiste en disparar neutrinos desde el Large Hadron Collider (LHC) a 732 km de distancia y detectar su “oscilación” o transformación de un tipo de neutrino a otro al pasar por 150,000 placas de emulsión fotográfica.

Pues bien, después de 3 años de llevar a cabo el experimento, los investigadores han publicado los resultados, incluyendo un efecto muy peculiar: se supone que los neutrinos debieron llegar en aproximadamente 2.4 milisegundos desde el LHC hasta Gran Sasso, pero llegaron 60 nanosegundos antes de lo esperado. En pocas palabras, estos científicos están diciendo que dejando de lado algún error de medición, los neutrinos viajan más rápido que la velocidad de la luz.

Esto por supuesto, tiene serias implicaciones en cuanto a las leyes de la física moderna, siendo una de las más afectadas la famosa Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, que posee como uno de sus principios fundamentales que nada viaja más rápido que la velocidad de la luz. Y esto porque según dicha teoría, cualquier cuerpo que posea masa requiere una cantidad infinita de energía para alcanzar dicha velocidad. De acuerdo al experimento, los neutrinos ciertamente tienen masa y poseen una velocidad 0.00248% mayor a la de la luz. Sin embargo, no hagamos olas: esto no necesariamente implica que todo lo que predicaba Einstein era falso; sólo significa que hay que actualizar el viejo modelo “estándar” de física que se usa actualmente.

Por otro lado, también existe la posibilidad de que esta sea una nueva variedad de neutrino jamás antes vista. E incluso se está especulando que podría ser una forma más “ligera” de neutrino que conformaría la famosa Materia Oscura, que en conjunto con la Energía Oscura contribuyen al 96% de la masa existente en el universo conocido – como referencia, tan sólo el 4% del universo está compuesto por la materia convencional que contienen las estrellas, planetas, gas y polvo.

No tan rápido

Entre las reacciones a la publicación, la que me pareció bastante interesante fue la refutación dada por el Dr. David Goldberg, director de estudios de pregrado de la Universidad de Drexel, Filadelfia, Estados Unidos. En ésta explica de manera bastante sencilla por qué es muy difícil que esta medición sea cierta, aunque concede que puede ser de hecho, realidad:

…consideremos una explosión de supernova. En particular, consideremos la supernova 1987A.

Esta fue una explosión a unos 160.000 años luz de la Tierra. La situación es que los neutrinos y fotones de la explosión nos alcanzaron casi exactamente al mismo tiempo. Por razones de honestidad intelectual, debo señalar que los neutrinos fueron los primeros en ser detectados, por aproximadamente 3 horas, pero esto es debido a que la envoltura de la explosión fue ópticamente turbia y los fotones tenían que estar rebotando por un rato, mientras que los neutrinos fueron enviados de manera directa.

Pero, ¿cuánto retraso entre los neutrinos y fotones podríamos esperar si se aplicara el resultado de OPERA?

Δt = 2 x 10-5 x 160,000 años = 3.2 años

En pocas palabras, si el efecto realmente fuera tan grande, habríamos detectado los neutrinos de 1987A desde 1984. Sí, nos habríamos dado cuenta de ello.

Sin embargo, no quiero ser demasiado simplista. Hay un par de diferencias clave: Los neutrinos detectados eran anti-neutrinos electrónicos (-ve), no neutrones tauónicos (vτ). Sin embargo, dado que los neutrinos oscilan de un sabor a otro, me sorprendería si esto fuera la diferencia fundamental. Las energías son muy diferentes. En 1987A, las energías de neutrinos son de típicamente unas cuantas decenas de Megaelectronvolts (MeV). Los neutrinos medidos por OPERA se sitúan en un factor 100 veces superior. Bien podría ser que esta es una función sensible a la energía.

Por supuesto, ya que la expectativa es que los neutrinos NUNCA deben viajar más rápido que la luz, no hay forma de calcular lo que podemos esperar.

— David Goldberg, Faster Than Light Neutrinos? Not So Fast, io9.com.

Vuelvo al principio de que nada está escrito en piedra y nada es la verdad de la vida. Y si recordamos que la mayoría de las teorías de la ciencia son precisamente, TEORÍAS, podemos darnos cuenta que el universo en que vivimos todavía tiene muchas sorpresas que enseñarnos.

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