Premio Nobel de Física 2015

Hace unos días se anunciaron los galardonados de los Premios Nobel de ciencias de este año 2015. Hoy vamos a hablar del correspondiente a la disciplina de la física, que se llevaron Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald por sus contribuciones a la física de partículas.

Premio Nobel de Física 2015 1

La física de partículas ha vuelto a recibir un Premio Nobel. Los esquivos neutrinos han sido en esta ocasión los protagonistas. El japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur B. McDonald, líderes de dos grandes detectores (Super-Kamioka Nucleon Decay Experiment y Sudbury Neutrino Observatory, respectivamente), han recibido el Premio Nobel de Física de 2015 por descubrir, mediante la oscilación de los neutrinos, que estos son partículas que tienen masa.

Los neutrinos son partículas neutras, sin carga eléctrica, que interaccionan muy poco con la materia. De hecho millones de neutrinos procedentes del Sol están atravesándote ahora mismo, mientras lees este artículo, y no sentimos absolutamente nada.

Existen tres tipos de neutrinos: el electrónico (asociado al electrón), el muónico (asociado al muón) y el tau (asociado a la partícula tau). El neutrino electrónico es el menos pesado de los tres, siendo el tau el más pesado.

Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald, Premios Nobel de Física 2015.

Takaaki Kajita y Arthur B. McDonald, Premios Nobel de Física 2015.

Hace algunos años se creía que los neutrinos no tenían masa y se desplazaban a la velocidad de la luz en el vacío. Pero esta teoría no satisfacía un fenómeno relacionado con los neutrinos generados por el Sol (neutrinos electrónicos). En la Tierra, los detectores utilizados observaban solo un tercio de los neutrinos producidos por el Sol. Esto ocurría porque, debido a la oscilación de los neutrinos, algunos de estos cambiaban de tipo a medida que recorrían el trayecto que separa al Sol y la Tierra, pasando de tipo electrónico a tipo muónico o tau, de forma que pasaban desapercibidos. El detector canadiense comandado por McDonald fue capaz de estudiar el número total de neutrinos y compararlo con los de carácter electrónico, y el japonés Super-Kamiokande, observó en 1998 la oscilación de los neutrinos producidos en las colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera. Así, en 2001 se confirmó la oscilación de los neutrinos.

Los tres tipos de neutrinos son idénticos excepto por la forma en la que interaccionan con sus respectivos leptones cargados: el electrón, el muón y el tau. Y aquí viene lo bonito: desde un punto de vista cuántico, el tipo de un neutrino puede encontrarse en estado electrónico, muónico y tau de forma simultánea, pero cuando se produce o cuando nosotros lo detectamos, siempre estará en uno de los tres tipos concreto. Lo que varía durante el camino hacia la Tierra es por tanto la probabilidad de tener un tipo concreto. Y esta probabilidad, oscila.

Según lo que dicta la física cuántica, para que se dé la oscilación es requisito que los neutrinos sin un tipo definido, sí tengan una masa precisa. Esto se cumple también al contrario: Los estados de los neutrinos con tipo conocido no tienen una masa bien definida.

Los resultados de los equipos de Kajita y McDonald y la oscilación de los neutrinos han sido corroborados a posteriori y hasta la fecha por muchas otras entidades. Los misterios que los neutrinos aun le encierran a la física de seguro que darán lugar a apasionantes nuevos descubrimientos durante los próximos tiempos. Aquí estaré yo por mi parte, para relataros algunos de ellos.

Sin más, solo me queda felicitar a estos dos grandes físicos en nombre de esta humilde bitácora y a sus equipos por los méritos por los que este año han recibido tan prestigiosa conmemoración.

Nos leemos pronto.

NOTA: Este artículo, así como todo Metros por Segundo es una consecuencia directa de muchas horas de trabajo y dedicación. Si te ha gustado, agradecería que reconocieras este esfuerzo votando a esta bitácora en la convocatoria para los XI Premios Bitácoras.com. Para hacerlo solo tienes que utilizar el botón de la barra lateral derecha. ¡Mil gracias!

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