La Real Academia de Ciencias de Suecia ha otorgado hoy el Nobel de Física a Takaaki Kajita, de la Universidad de Tokyo, y Arthur B. Mc. Donald, de la Queen’s University, por el descubrimiento de la oscilación de los neutrinos, que demuestra que los neutrinos tienen masa.
¿Pero qué son los neutrinos?
Según la física de partículas la materia está formada por unas partículas que denominamos fermiones, entre las que distinguimos dos tipos, los quarks y los leptones:
- Existen seis tipos diferentes de quarks, que agrupamos por parejas: up y down (arriba y abajo), charm y strange (encanto y extraño), top y bottom (cima y fondo). Además, cada una de ellas posee su correspondiente antipartícula o antiquark. No existen aislados y se agrupan formando hadrones. En concreto, cuando se une un quark y un antiquark se forma un mesón. Y de la combinación de tres quarks surge un barión. Los neutrones y los protones son bariones formados por la unión de dos quark down y un quark up y de dos quark up y un quark down, respectivamente.
- Entre los leptones encontramos el electrón, el muón y el tauón y sus tres neutrinos (electrónico, muónico y tauónico), además de sus correspondientes antipartículas (el positrón, el antimuón, el antitauón y tres antineutrinos).
En resumen:
Estas doces partículas se agrupan en tres generaciones, y sólo las cuatro de la primera forman parte de la materia ordinaria (las otras surgen en procesos altamente energéticos, como en los aceleradores de partículas):
La existencia del neutrino fue predicha por Pauli en 1931, pero no se demostró hasta 25 años después. Sin embargo, la propia naturaleza del neutrino hace que apenas interacccione con la materia, por lo que es muy difícil detectarlo y estudiarlo.
La posibilidad de que un neutrino pudiese cambiar de una familia a otra, por ejemplo, que un neutrino electrónico se transforme en alguno de los otros, fue sugerida por Bruno Pontecorvo en 1957. Este cambio de familia (o cambio de «sabor») se conoce como oscilación de los neutrinos, y esto sólo puede ocurrir si los neutrinos tienen masa, lo que no se contemplaba en el modelo de partículas.
Pues bien, lo que consiguieron demostrar Kajita, analizando la interacción de los neutrinos procedentes de la radiación cósmica al chocar con la atmósfera, y McDonald, a partir de sus estudios de los neutrinos procedentes del Sol, es que efectivamente el cambio de una familia a otra era posible, por lo que había que admitir que ¡los neutrinos tenían masa! Eso obligaba a reformular algunas de las ideas básicas de la física de partículas, abriendo nuevas posibilidades de estudio, lo que les ha valido a los investigadores el premio Nobel de Física de 2015.
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