A principios de este año, un equipo internacional de científicos anunció que habían encontrado neutrinos, pequeñas partículas con una masa igualmente pequeña pero distinta de cero, que viajaban más rápido que la velocidad de la luz. Un físico que respondió la llamada fue el Dr. Ramanath Cowsik. Encontró una falla potencialmente fatal en el experimento que desafió la existencia de neutrinos más rápidos que la luz.
Los neutrinos superluminales (más rápidos que la luz) fueron el resultado del experimento OPERA, una colaboración entre el laboratorio de física del CERN en Ginebra, Suiza, y el Laboratori Nazionali del Gran Sasso en Gran Sasso, Italia.
El experimento cronometró a los neutrinos mientras viajaban 730 kilómetros (alrededor de 450 millas) a través de la Tierra desde su punto de origen en el CERN hasta un detector en Gran Sasso. El equipo se sorprendió al descubrir que los neutrinos llegaron al Gran Sasso 60 nanosegundos antes de lo que hubieran viajado a la velocidad de la luz en el vacío. En resumen, parecían ser superluminales.
Este resultado creó un problema para la física o un gran avance. Según la teoría de la relatividad especial de Einstein, cualquier partícula con masa puede acercarse a la velocidad de la luz pero no puede alcanzarla. Como los neutrinos tienen masa, los neutrinos superluminales no deberían existir. Pero, de alguna manera, lo hicieron.
Pero Cowsik cuestionó la génesis de los neutrinos. Los experimentos OPERA generaron neutrinos al estrellar protones contra un objetivo estacionario. Esto produjo un pulso de piones, partículas inestables que se concentraron magnéticamente en un túnel donde se descompusieron en neutrinos y muones (otra pequeña partícula elemental). Los muones nunca fueron más allá del túnel, pero los neutrinos, que pueden deslizarse a través de la materia como un fantasma atraviesa una pared, continuaron hacia Gran Sasso.
Cowsik y su equipo observaron de cerca este primer paso del experimento OPERA. Investigaron si "la descomposición de los piones produciría neutrinos superluminales, suponiendo que la energía y el impulso se conservan", dijo. Los neutrinos OPERA tenían mucha energía pero muy poca masa, por lo que la pregunta era si realmente podían moverse más rápido que la luz.
Lo que descubrieron Cowsik y su equipo fue que si los neutrinos producidos por la descomposición de un pión viajaran más rápido que la luz, la vida útil del pión se alargaría y cada neutrino transportaría una fracción más pequeña de la energía que comparte con el muón. Dentro del marco actual de la física, los neutrinos superluminales serían muy difíciles de producir. "Además," explica Cowsik, "estas dificultades solo aumentarían a medida que aumenta la energía del pión.
Hay una comprobación experimental de la conclusión teórica de Cowsik. El método del CERN para producir neutrinos se duplica naturalmente cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera de la Tierra. Un observatorio llamado IceCube está configurado para observar estos neutrinos naturales en la Antártida; A medida que los neutrinos chocan con otras partículas, generan muones que dejan rastros de destellos de luz a medida que pasan a través de un bloque de hielo transparente de casi 2.5 kilómetros (1.5 millas) de espesor.
IceCube ha detectado neutrinos con una energía 10,000 veces mayor que cualquiera generada como parte del experimento OPERA, lo que lleva a Cowsik a concluir que sus piones padres deben tener niveles de energía correspondientemente altos. Los cálculos de su equipo basados en las leyes de conservación de la energía y el impulso revelaron que la vida útil de esos piones debería ser demasiado larga para que se pudran en neutrinos superluminales.
Como explica Cowsik, la detección de IceCube de neutrinos de alta energía es indicativo de que los piones se descomponen según las ideas estándar de la física, pero los neutrinos solo se acercarán a la velocidad de la luz; nunca lo superarán.
Fuente: Los piones no quieren descomponerse en neutrinos más rápidos y ligeros
