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Los neutrinos cazados en la Antártida dan la razón a Einstein

La relatividad de Einstein predecía la simetría del universo y el detector de neutrinos IceCube lo corrobora

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Los neutrinos cazados en la Antártida dan la razón a Einstein
Detector de neutrinos IceCube corrobora a Einstein

Detector de neutrinos IceCube corrobora a Einstein

Resumen:

Hay un empeño de parte de la física teórica en desbancar ciertos postulados de las leyes descritas por Albert Einstein hace un siglo. No por manía al científico de la relatividad, sino porque cuando fueron descritas, no existían herramientas para comprobar experimentalmente ciertas cuestiones teóricos. Si la detección de ondas gravitacionales demostró una de las predicciones de la relatividad general, la captura de neutrinos superenergéticos en la Tierra vuelve a dar la razón a Einstein en una de sus aseveraciones: el universo es simétrico y debe comportarse de igual manera miremos donde (y desde donde) miremos. Es la llamada simetría de Lorentz, parte de la teoría de la relatividad especial.

La idea de simetría no implica que el universo tenga galaxias idénticas pero reflejadas como en un espejo a un lado y otro de un eje. Este principio establece que cualquier persona debe observar las mismas leyes de la física para un objeto, en cualquier dirección, e independientemente del marco de referencia, siempre que ese objeto se mueva a una velocidad constante. Por ejemplo: miremos donde miremos, tomemos la referencia que tomemos, la luz va a casi 300.000 km por segundo, ya sea en una linterna quieta en la Tierra o en una nave espacial, viajando a enorme velocidad.

Se constata una de las ideas de la relatividad: la simetría del universo

Eso es relativamente fácil de comprobar para objetos muy grandes, pero para lo más pequeño, lo subatómico, que se comporta conforme a las leyes de lo cuántico, no estaba tan claro. A esos niveles, se habla de simetría en el sentido de que para cada partícula subatómica (un neutrón, un protón, un electrón…) existe otra con propiedades inversas.

De hecho, se daba por sentado que habría una violación de ese principio. Un campo misterioso y desconocido deformaría el comportamiento de estos objetos de una manera que Einstein no habría predicho. Y aquí es donde los neutrinos se vuelven interesantes. Porque son fantasmagóricos, casi no tienen masa y lo atraviesan todo en línea recta como un espectro. Nada debería alterarlos en su vagar a toda velocidad por el espacio. Pero buena parte de la comunidad científica no se terminaba de creer que eso fuera así. Algo tenía que perturbarlos, cambiar la manera en que se “mueven” o se comportan.

No. No estamos ante una nueva física por poco

La captura de neutrinos, por primera vez en la Tierra, dentro del IceCube que hay en la Antártida nos ha permitido ver si efectivamente funcionaban con las leyes conocidas de la física. Y la respuesta es que sí. No hay nada de “anormal” en ellos. Nada los altera.

Analizaron dos años de datos recopilados por el IceCube. Hay neutrinos provenientes de la atmósfera o de los confines del universo. Neutrinos dejaron el pasado septiembre un rastro en el hielo. La comunidad científica pensaba que al analizar esa trayectoria, forma de su movimiento y energía, se notaría que en su camino algo lo habría alterado.

Los resultados del equipo, publicados hoy en Nature Physics, descartan la posibilidad de una violación de Lorentz en los neutrinos generados en la atmósfera. O sea, proporcionan evidencia de que los neutrinos se comportan tal como lo predice la teoría de Einstein.

Los neutrinos que fluyen a través del espacio y la Tierra pueden interactuar con el hielo del detector o el lecho de roca debajo de él. Esta interacción produce partículas que son más pesadas que los electrones. Emiten luz a medida que atraviesan el hielo, produciendo largas estelas que pueden atravesar todo el detector. Con base en la luz grabada, los científicos pueden rastrear la trayectoria y estimar la energía de la partícula, que pueden usar para calcular de nuevo la energía (y la oscilación esperada) del neutrino original.

“A la gente le encantan las pruebas de la teoría de Einstein”, dice Janet Conrad, profesora de física en el MIT y autora principal del artículo. “No puedo decir si las personas lo están animando para que esté bien o mal, pero él gana esta vez, y eso es genial. Poder presentar una teoría tan versátil como lo ha hecho es algo increíble”.

El reto pendiente de la física actual es casar las leyes de lo más grande (la gravedad, por ejemplo), con lo de lo más pequeño (lo cuántico). La física de los neutrinos abre una posible nueva ventana para observar el universo y su origen, más allá de los telescopios y las recientes ondas gravitacionales.

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