martes, 27 de septiembre de 2011

Neutrinos más rápidos que la luz


Si esto es cierto, marcaría uno de los mayores descubrimientos en el campo de la física de los últimos 50 años: Las elusivas y casi carentes de masa partículas subatómicas conocidas como neutrinos aparentemente pueden ser más rápidas que la luz, de acuerdo a un reporte de un grupo de físicos en Europa. Esto a su vez pondría en entredicho la famosa Teoría Especial de la Relatividad de Albert Einstein, la cual afirma que nada puede viajar más rápido que la luz.

De hecho, el resultado sería tan revolucionario que seguramente va a ser recibido con escepticismo alrededor del mundo. Casi con toda seguridad la mayor parte de la comunidad científica no va a tomar este como un resultado definitivo a menos que pueda ser reproducido al menos una vez más y preferiblemente con varios experimentos.
Los datos obtenidos provienen de un detector de partículas de 1300 toneladas métricas llamado OPERA ( Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus). Ubicado bajo tierra en el Laboratorio Nacional Gran Sasso en Italia, el OPERA detecta neutrinos que son disparados a través de la tierra desde el Laboratorio Europeo de Física de Partículas, CERN, unicado cerca de Ginebra, Suiza. Debido a que estas partículas casi no interactuan con otras formas de materia, los neutrinos emitidos por el CERN atraviesan el suelo y solo unos cuantos colisionan con el material del detector produciendo una lluvia de partículas que pueden ser detectadas.

Durante 3 años, los investigadores del OPERA midieron el tiempo de los casi 16000 neutrinos que salieron del CERN y produjeron un impacto en el detector. Con base en estos datos, encontraron que en promedio, los neutrinos recorrieron la distancia de 730 kilómetros en 2.43 milisegundos, lo cual es 60 nanosegundos más rápido de lo que se hubiese esperado si las partícula viajaran a la velocidad de la luz. "Se trata de una sencilla medición de tiempo de vuelo", de acuerdo a Antonio Eredicato, un físico de la Universidad de Berna y vocero del equipo de 160 miembros que ha trabajado en el OPERA. El equipo midió la distancia y el tiempo, y calculó el radio (distancia/tiempo) para obtener la velocidad, tal como se enseña en la escuela. En este caso la incertidumbre de la medición es de 10 nanosegundos.

Sin embargo, aún Eradito afirma que es muy temprano para afirmar que la relatividad está equivocada. En vez de eso, los investigadores de OPERA están presentando un resultado curioso que no pueden explicar y le piden a la comunidad científica que lo examine. Dentro de poco, los resultados serán prsentados en un seminario en el CERN.

La gran pregunta es si los científicos han descubierto partículas que viajan más rápido que la luz o han sido engañados por un error sistemático sin identificar en el experimento que ha distorsionado los valores obtenidos durante las mediciones. De hecho, varios científicos como Chang Kee Jung, un físico de neutrinos de la Universidad Stony Brook en Nueva York, han declarado que estos resultados con toda seguridad se deben a un error sistemático.

Jung, que es el vocero de parte de Estados Unidos para un experimento similar en Japón llamado T2K, afirma que la parte más complicada es la medición del tiempo entre el nacimiento de los neutrinos (producidos al hacer chocar un haz de protones contra un objeto sólido) y el momento en que alcanzan el detector. Esta posición se basa en el sistema de posicionamiento global (GPS), y las mediciones del GPS pueden tener incertidumbres de decenas de nanosegundos. También ha declarado que le resultaría interesante el experimento del CERN si de verdad consiguió una incertidumbre de 10 nanosegundos, ya que este es un número bastante difícil de obtener debido a la sistemática del GPS y de la electrónica.

Por otro lado, el físico teórico V. Alan Kostelecky que ha trabajado en un modelo teórico, que toma en cuenta todas las posibles violaciones de la teoría especial de la relatividad en el contexto de la física de partículas, afirmó que si se hubiera afirmado que se produjeron electrónes que viajaban más rápido que la velocidad de la luz, sería más excéptico, sin embargo los neutrinos ofrecen mayores posibilidades dadas sus propiedades poco usuales en comparación con otra partículas.





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