dimanche 12 février 2012

Don't mess with neutrinos!

Un viejo cuento --anécdota o chiste, dependiendo del narrador y su(s) oyente(s)-- dice que unos compadres se pusieron a discutir sobre el animal más pequeño de toda la bolita del mundo:

"El animal más pequeño del mundo es el 'ején*", dice uno de ellos. El otro replica: "Eche compa más pequeño es el riki-riki". --¿El riki-riki?, ¿y ese cuál es? El riki es que le pega en la oreja al 'ején. A lo que responde un tercero: "nojoda, más pequeño es el ruku-ruku que se le pega en la oreja al riki-riki."

No es difícil imaginar cómo compadrescas conversaciones como la de arriba sirvieron de contexto para que filósofos tanto Occidentales (Demócrito, Leucipo y Epícuro) como Orientales (Kanada, Dignāga, y Dharmakirti) propusieran la existencia de una mínima unidad indivisible de materia existente: El Átomo. Aunque hoy la gran mayoría de los habitantes de este planeta sabemos de los átomos y del hecho que no son indivisibles (de no serlo, no existirían las plantas de energía nuclear y las bombas atómicas), pocos menos están al tanto del llamado zoológico de partículas subatómicas que se ha encontrado al dividir el núcleo atómico**: 

Entre los cientos de partículas subatómicas, una de ellas, el neutrino, pasó a ser una celebridad de talla mundial cuando un grupo de investigadores del LHC --Large Hadron Collider-- anunció que tenían evidencia experimental que indica que esta partícula viaja más rápido que la luz (artículo original aquí, versión menos agresiva acá). Nuestros cinco sentidos nos indican que no existe en el universo nada más rápido que la luz. La luz del sol toma 1 segundo en recorrer el trayecto entre la luna y nuestro planeta. Aún más, las leyes modernas de la física, constatadas una y otra vez, establecen esta velocidad como el límite universal máximo que cualquier cosa puede alcanzar.

Como era de esperarse, numerosas voces autorizadas participan hoy día en el debate alrededor del asombroso hallazgo; basta teclear en Google "neutrinos faster than light nature", para obtener 324.000 resultados al respecto. El punto central de la discusión se refiere al error experimental inherente a la medida realizada. ¡Muy importante, si se considera que la diferencia de velocidad entre los competidores está definido por un Foto finish de 60 nanosegundos, i.e. 0.000 000 060 segundos, de diferencia.

El problema de inmiscuirse en la vida de los neutrinos es que la escala a la cual se deben hacer las medidas experimentales bordea los límites tecnológicos de los instrumentos de detección. De hecho, la existencia de los neutrinos fue postulada por Pauli en 1930 (wikinfo), pero no fue sino hasta 1955 que se obtuvo una prueba definiiva de su existencia por parte de Reines y Cowan .

La historia de cómo fue posible detectarlos tiene que ver con la Segunda Guerra Mundial, pruebas de bombas atómicas, gente buscando cosas nuevas para pasar el tiempo y terquedad. En un aparte del discurso de Raines en la ceremonia de recibimiento del Premio Nobel en 1995, el laureado físico cuenta: "¿Porqué queríamos detectar neutrinos libres? Porque todos decían que no era posible hacerlo". Los detalles del experimento muestran el uso detectores especiales de radiación enterrados a 40 metros del centro de una explosión nuclear. Con todo y lo anterior, y a pesar que se piensa que la cantidad de neutrinos libres en el universo es solo menor a la de fotones (las partículas que consituyen la luz), su detección sigue siendo una tarea desafiante y compleja. La razón de ello está relacionada a su naturaleza misma.

La masa de un neutrino está sólo una miguitititititititica encima de la nada. De hecho, el neutrino es una de las partículas más ligeras en el zoológico subatómico, tanto que se consideró sin masa durante un tiempo. Los neutrinos no poseen carga eléctrica (en términos caribeños: ¡no patean!) y su interacción con la materia es casi nula. Estos atributos les confieren la propiedad de poder atravesar todo objeto físico conocido, tal como lo hace la luz con un cuerpo transparente. La poca interacción de los neutrinos (llamémosla indiferencia neutrínica) con la materia es, de otra parte, uno de los motivos por los cuales su detección suscita tanto interés.

En el presente, las dos únicas fuentes naturales de neutrinos plenamente establecidas son el Sol y la Súpernova SN1987A (llamémosla neutrínia, para quienes como yo poseen memoria borro-gráfica). Los neutrinos libres nacen en el corazón de las estrellas y, dada su indiferencia neutrínica, son capaces de escapar indemnes al poderoso campo energético de su estrella madre . De allí que la Astronomía ahora posea una rama devota a su estudio. ¡Los neutrinos tienen el potencial de contarnos lo que sucede en el corazón de las estrellas y las galaxias!

Por otra parte, el lado oscuro de los neutrinos los liga a la misteriosa Materia Oscura. Se ha propuesto que  hacen parte de ella y que, adicionalmente, un neutrino es un antineutrino. Algo así como un cazador que es su presa, o un ente que es su ying y su yang, o un gato que al salir a la calle se vuelve perro y antes de dormir se vuelve gato otra vez. Aunque, el comportamiento de los neutrinos está gobernado por la denominada Fuerza Atómica Débil que se equilibra armónicamente con la Fuerza Atómica Fuerte para mantener la estructura atómica. Los neutrinos, omnipresentes, hacen pensar un poco en la legendaria Fuerza de la que hablan los imaginarios caballeros Jedi de la Guerra de las Galaxias.

En fin, la comprensión del comportamiento y naturaleza de ese ruku-ruku del riki-riki llamado neutrinos, es un paso hacia un nuevo universo de descubrimientos.

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*ején = jején. Encontré este enlace http://antiguopasalavida.com/2008/12/29/imagenes-de-insectos-y-aracnidos/ a un sitio con fotos de estos seres obtenidas con Microscopios Electrónicos de Barrido (SEM, por sus siglas en inglés).
**Aquí una versión amigable del zoológico: http://www.particlezoo.net/