Este artículo es un fragmento del libro ‘El cosmos desordenado’, de Chanda Prescod-Weinstein, en el que describe lo poco que se sabe sobre la mayor parte del universo.
Algunas partículas sirven como bloques de construcción, pero hay otras, como el neutrino, que son principalmente partículas del fin de los tiempos. No, no me refiero al apocalipsis cristiano: quiero decir que son, de manera literal, un producto de desintegración común en el universo. De hecho, Wolfgang Pauli planteó la hipótesis de la existencia de los neutrinos en 1931 porque las cuentas de determinadas desintegraciones radioactivas no cuadraban, y una buena manera de justificar la energía faltante era suponer que la responsable de llevársela fuese una partícula que todavía no había sido detectada. Poco después de la propuesta de Pauli, Enrico Fermi desarrolló una teoría de la desintegración radioactiva que contemplaba estas partículas, y les dio el nombre de “neutrinos”, que en italiano significa “pequeño neutrón”. Casi treinta años después de aquella primera hipótesis, Clyde L. Cowan y Frederick Reines los observaron por primera vez en lo que se conoce como el experimento del neutrino de Cowan y Reines, realizado en el reactor nuclear de Savannah River (Carolina del Sur). Los experimentos probaron la teoría de que, cuando un antineutrino como los que se generaban en un reactor nuclear interaccionaba con un protón, la reacción daba lugar a un neutrón y un positrón. El positrón, la antipartícula del electrón, entraba a continuación en contacto con este y se destruía, proceso en el que emitía dos partículas de luz de alta energía: rayos gamma. Los experimentos que llevaron a cabo en Savannah River sirvieron para detectar estos rayos gamma y los neutrones resultantes. La combinación única de dos rayos gamma y un neutrón dejaba claro que el reactor había producido un antineutrino y, de este modo, había puesto en marcha toda la secuencia de acontecimientos.
Además de difíciles de detectar, los neutrinos son algo fabuloso. No tienen carga, pero cada tipo se asocia a una pareja leptónica cargada. Esto significa que se presentan en tres sabores: el neutrino electrónico, el neutrino muónico y el neutrino tauónico. Tardamos casi cincuenta años en averiguar que los neutrinos tenían masa. Yo estaba en el último curso del instituto cuando se hizo pública la revelación. Dado que su masa es tan pequeña, son perpetuamente lo que llamamos “partículas relativistas”. Pueden desplazarse a velocidades próximas al límite universal —la velocidad de la luz—, por lo que son muy eficaces a la hora de llevarse la energía de, por ejemplo, un escenario de desintegración nuclear. Es esta característica la que hace que los neutrinos posean un tremendo interés no solo desde el punto de vista de la física de partículas, sino de la astrofísica. Uno de los lugares en los que se generan neutrinos son las estrellas, que los producen en grandes cantidades cuando estallan; un fenómeno conocido como supernova. De ahí que recurramos a los neutrinos, así como a los fotones —partículas de luz— y a las ondulaciones en el espacio-tiempo —las ondas gravitatorias—, para estudiar el universo. Seguimos sin estar seguros de cuál es la masa del neutrino y tampoco sabemos explicar por qué su masa es extremadamente pequeña, pero aun así mayor que cero. Todo nuestro conocimiento de la física nos lleva a esperar que la masa sea o bien cero, o bien algo de tamaño considerable, así que por un tiempo, como no sabíamos nada de su masa ni si poseían masa alguna, creímos que los neutrinos eran algo llamado materia oscura. Hace apenas una década, más o menos, que tenemos la certeza de que no son lo bastante pesados, y esto nos deja una incógnita sobre la mesa: ¿qué diantres es la materia oscura?
CHANDA PRESCOD-WEINSTEIN
