Primeras críticas al experimento de los neutrinos

La comunidad científica ya se ha lanzado a la revisión y crítica del experimento de los neutrinos que se hizo famoso hace menos de un mes. Y son ya varias las voces que se han alzado para señalar errores en el experimento.

Sobre la importancia de encontrar el bosón de Higgs

Varias veces en este blog ha aparecido la partícula conocida como bosón de Higgs. Soy consciente de que este nombre no dirá mucho a la mayoría de los lectores, y de que incluso los más iniciados en el mundo científico quizás no comprendan por qué se invierten cientos de millones de euros en buscar la dichosa partícula. Por eso creo que el siguiente artículo publicado en el diario Público servirá para aclarar el asunto:

¿Por qué importa tanto encontrar el bosón de Higgs en el LHC? ¿Qué pasará si no aparece? (Público)

Tanto si se encuentra el bosón de Higgs como si se demuestra que no existe, nos encontraremos en un momento clave para la ciencia. Lo que ocurra en el CERN los próximos meses o años puede ser el inicio de una nueva revolución científica.

Neutrinos que se pasan de rápidos

Es inevitable hablar estos días del curioso tema de los neutrinos. Los científicos del laboratorio Gran Sasso (Italia) fueron los primeros en quedarse con la boca abierta de incredulidad al ver los resultados de su investigación. Durante meses trabajaron para encontrar los más que probables errores en las medidas que les habían llevado a poner en duda nada más y nada menos que la Teoría de la Relatividad de Einstein. Pero después de una búsqueda infructuosa, los investigadores convocaron una rueda de prensa en el CERN (Ginebra) para dar a conocer al mundo lo que habían obtenido y pedir a la comunidad científica que estudie el caso.

El neutrino desafía a Einstein (Público)
Los neutrinos, ¿más rápidos que la luz? (La Vanguardia)

Ahora es necesario que los laboratorios de todo el mundo que tengan la capacidad de reproducir el experimento realizado en Gran Sasso lo hagan, para así confirmar o refutar estos revolucionarios resultados.

Los neutrinos son unas esquivas partículas que abundan en el universo, pero que debido a sus peculiares características resultan muy complicadas de cazar. Provienen en gran parte del espacio, aunque también se crean constantemente a nuestro alrededor por procesos de desintegración radiactiva de algunos elementos. Nuestro propio cuerpo los produce cuando el Potasio 40 presente en el organismo se desintegra para transformarse en Calcio 40.

Experimentos a lo largo del planeta e incluso a bordo de satélites espaciales tratan de estudiarlos. El problema es que los neutrinos apenas interactúan con la materia y por eso es muy complicado realizar detectores sensibles a ellos. De hecho, cada segundo nos atraviesan millones de ellos sin que lo notemos.

Esquema del recorrido de los neutrinos.

El experimento Opera consiste en lanzar neutrinos producidos en el sincrotrón del CERN en Ginebra (Suiza) y 'recogerlos' a 730 kilómetros de distancia en el laboratorio Gran Sasso (Italia). Su viaje lo realizan bajo tierra, atravesando los cientos de kilómetros de roca sin frenarse.

Recorrido bajo tierra de los neutrinos.

Lo que el experimento Opera de Gran Sasso ha descubierto es que los neutrinos se han saltado el límite de velocidad. Como la Teoría de la Relatividad establece (y miles de experimentos durante el último siglo han corroborado), existe una velocidad límite, la velocidad de la luz en el vacío, que nada en el universo puede sobrepasar. Desde que Einstein definió esta velocidad como una constante universal, nada había escapado a su estricto límite.

Si se demostrase que algo viaja por encima de la velocidad de la luz se pondría patas arriba la física actual. Pero no hay que precipitarse. Para empezar, podría ser que todo se deba a un error. En descubrirlo estarán trabajando ahora mismo muchas personas de todo el mundo. La diferencia entre la velocidad de los neutrinos estudiados y la velocidad de la luz es muy pequeña, de un 0'0025% y por eso hay que extremar el cuidado con el montaje experimental y los métodos de medida utilizados. Cualquier factor no tenido en cuenta ha podido contaminar las medidas.

Si los resultados se repiten en otros experimentos independientes y la comunidad científica los acepta como válidos, tampoco significaría que Einstein se equivocaba. Existen posibles explicaciones que sortearían una violación de la Teoría de la Relatividad. Puede ser que las medidas sean correctas y sin embargo los neutrinos no estén superando realmente la velocidad de la luz. Solo aparentemente.

Por ejemplo, algunas de las teorías físicas modernas contemplan la existencia de más dimensiones espaciales que las tres que normalmente consideramos. Si esto fuera así, los neutrinos podrían estar saltando a otras dimensiones que nosotros desconocemos y utilizando "atajos" para recorrer su camino. Entonces la distancia real que estarían recorriendo sería menor que los 730 kilómetros que tendríamos que recorrer nosotros en nuestro espacio tridimensional. Por lo tanto, la velocidad (espacio recorrido dividido por el tiempo invertido en recorrerlo) real de los neutrinos sería menor. La restricción que impone la velocidad de la luz seguiría siendo válida en un espacio de 4, 5 o 6 dimensiones.

Albert Einstein

Y en el caso de que resulte que los neutrinos realmente superan la velocidad de la luz, sin atajos ni trucos de ningún tipo, tampoco es necesario que se tiren a la basura todos los libros de relatividad. Igual que no se tiraron los libros sobre la mecánica clásica de Newton cuando llegó Einstein. Simplemente, la mecánica clásica pasó a ser un caso particular de una ley más general. Para la mayor parte de los fenómenos que observamos a nuestro alrededor Newton nos sirve. Solo cuando tenemos en cuenta velocidades comparables a la de la luz tenemos que recurrir a Einstein.

Aunque de momento lo mejor es poner en cuarentena estos resultados. Por muy atractiva que suene la idea de superar la velocidad de la luz y sus posibles consecuencias, como los viajes al pasado, han sido muchas las veces en las que noticias científicas revolucionarias han quedado en nada con el paso del tiempo.

No, no ha ocurrido...

El título de esta entrada hace referencia a la pregunta que me planteaba en una entrada anterior, del 30 de abril, sobre la filtración de una nota interna de los investigadores del experimento ATLAS. Esta nota provocó una cascada de rumores porque daba a entender que se podría haber encontrado el bosón de Higgs.

No, aún no se ha detectado el bosón de Higgs (ABC)

Habrá que esperar un poco más para encontrar esta partícula que la física lleva décadas buscando.

Los 300

Volvemos a hablar de antimateria. El experimento ALPHA, que se desarrolla en el CERN de Ginebra, ha conseguido crear 300 átomos de antihidrógeno y almacenarlos durante 17 minutos:

Europa bate el récord de creación de antimateria (Público)

Aunque la cantidad de antimateria que se ha creado es trillones de veces menos pesada que un gramo, el avance es importante. También el hecho de haberla conservado durante poco más de un cuarto de hora. La antimateria desaparece al entrar en contacto con la materia ordinaria y para evitarlo hay que confinarla en un campo electromagnético muy potente. Para ello han diseñado una trampa de antimateria.

Esquema de una trampa de antimateria

Trampa de antimateria

La obtención de este "gran pedazo" de antimateria ha permitido además estudiar el efecto que la gravedad tiene sobre ella, si es que lo tuviera. A falta de revisar los datos, parece casi seguro que la antimateria no responde a la fuerza de la gravedad de forma repulsiva, sino atractiva (como la materia ordinaria). Es decir, no cae hacia arriba.