La part\u00edcula que decidi\u00f3 la batalla entre la materia y la antimateria<\/p>\n
Un nuevo estudio sobre los neutrinos indica que se comportan de forma distinta en su versi\u00f3n materia que en la de antimateria<\/p>\n
DANIEL MEDIAVILLA<\/p>\n
El Pa\u00eds<\/p>\n
En la historia del universo hay tres misterios estelares. Viajando hacia atr\u00e1s en el tiempo, el m\u00e1s reciente es la emergencia de la conciencia humana. El segundo, la aparici\u00f3n de la vida a partir de elementos inertes, y el tercero, el gran estallido que lo origin\u00f3 todo. En los tres casos est\u00e1 lejos de conocerse c\u00f3mo se produjo la transici\u00f3n entre lo anterior y lo presente. \u00bfQu\u00e9 hab\u00eda antes del Big Bang?\u00bfC\u00f3mo aparecieron trozos de materia capaces de reproducirse? \u00bfCu\u00e1ndo empezaron los simios a fusionar sus cerebros para crear el lenguaje, la religi\u00f3n o la ciencia?<\/p>\n
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Por abrumadora que parezca la conquista de esas fortalezas inexpugnables para el intelecto, los cient\u00edficos siguen buscando formas de acercarse. Y lo hacen con herramientas fascinantes y desvelando por el camino otros intrincados enigmas.<\/p>\n
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Una de esas inc\u00f3gnitas en las inmediaciones de un gran misterio es lo que sucedi\u00f3 justo despu\u00e9s del Big Bang. Las teor\u00edas m\u00e1s aceptadas plantean que cuando el punto infinitamente peque\u00f1o y denso del que surgi\u00f3 el universo comenz\u00f3 a inflarse todo lo que apareci\u00f3 fue energ\u00eda. Esa energ\u00eda se convirti\u00f3 despu\u00e9s en materia y en antimateria, dos tipos de part\u00edcula id\u00e9nticos pero con carga el\u00e9ctrica opuesta. Cada vez que uno de esos bloques de materia primigenia se tocaba con su opuesto se desintegraba dejando tras de s\u00ed un rastro de radiaci\u00f3n. Si el equilibrio se hubiese mantenido, el cosmos ser\u00eda un desierto radiactivo muy distinto del que hoy conocemos.<\/p>\n
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Si el equilibrio se hubiese mantenido, el cosmos ser\u00eda un desierto radiactivo muy distinto del que hoy conocemos<\/p>\n
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Sin embargo, como resulta evidente a nuestro alrededor, no fue as\u00ed. El cosmos est\u00e1 compuesto de estrellas, planetas y todo tipo de objetos hechos de lo que llamamos materia. Para llegar a esta situaci\u00f3n tan conveniente para nosotros, algo debi\u00f3 suceder durante los instantes posteriores a la gran inflaci\u00f3n que rompiese el equilibrio de partida. Es lo que en f\u00edsica se llama violaci\u00f3n de la simetr\u00eda de carga y paridad (CP). Esta simetr\u00eda indica que las leyes de la f\u00edsica deber\u00edan ser iguales si se ven al rev\u00e9s en un espejo (paridad) y con toda la materia intercambiada con antimateria (carga).<\/p>\n
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Uno de los elementos que pudo ser clave en ese desequilibrio es el neutrino. Esta part\u00edcula fue propuesta a finales de la d\u00e9cada de 1920 por el f\u00edsico Wolfgang Pauli, que la necesit\u00f3 para explicar la desaparici\u00f3n de cierta cantidad de energ\u00eda cuando se desintegraban algunos n\u00facleos at\u00f3micos. Para salvar el principio de conservaci\u00f3n de energ\u00eda, Pauli previ\u00f3 que deb\u00eda existir una part\u00edcula sin carga el\u00e9ctrica, con una masa \u00ednfima y que casi no interaccionar\u00eda con la materia. Veintis\u00e9is a\u00f1os despu\u00e9s, Frederik Reines y Clyde Cowan, junto a un reactor nuclear, detectaron por primera vez un neutrino.<\/p>\n
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Desde hace a\u00f1os, los cient\u00edficos se preguntan si fue esta part\u00edcula fantasmag\u00f3rica la que decant\u00f3 el enfrentamiento entre la materia y la antimateria. Como descubrieron los ganadores del Nobel de F\u00edsica de 2015, el japon\u00e9s Takaaki Kajita y el canadiense Arthur McDonald, los neutrinos oscilan, cambiando de sabor, y transmut\u00e1ndose en una de las tres especies de neutrino que se conocen. Por lo que se refiere a la violaci\u00f3n de la simetr\u00eda de la materia tras el Big Bang, el inter\u00e9s se centra en la diferencia en las probabilidades de oscilaci\u00f3n de neutrinos y antineutrinos.<\/p>\n
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En Jap\u00f3n, un grupo internacional de cient\u00edficos est\u00e1 tratando de medir la distinta probabilidad de que aparezcan neutrinos o antineutrinos con el experimento T2K, por las siglas de de Tokai a Kamioka, los dos puntos entre los que viajan los neutrinos. El experimento produce un haz de neutrinos mu\u00f3nicos (una de las tres clases que se conocen) en el acelerador Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) ubicado en el pueblo de Tokai, en la costa oriental de Jap\u00f3n. El haz de neutrinos se crea haciendo colisionar protones en el acelerador J-PARC sobre un blanco cil\u00edndrico que a su vez produce un intenso haz de part\u00edculas secundarias que se enfoca y filtra mediante lentes magn\u00e9ticas. \u00c9ste haz de part\u00edculas se desintegra creando un intenso flujo de neutrinos o antineutrinos, dependiendo del filtrado realizado por las lentes magn\u00e9ticas. El haz neutrinos o antineutrinos se monitoriza a 280 metros del punto de producci\u00f3n y se dirige hacia el gigantesco detector subterr\u00e1neo Super-Kamiokande situado en Kamioka, cerca de la costa oeste de Jap\u00f3n, a 295 kil\u00f3metros de distancia de Tokai. Durante el viaje, una fracci\u00f3n de los neutrinos mu\u00f3nicos oscila y se convierte en neutrinos electr\u00f3nicos o neutrinos tau.<\/p>\n
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Los \u00faltimos datos recogidos por T2K sugieren que, como se sospechaba, los neutrinos pudieron desempe\u00f1ar un papel clave en la batalla entre materia y antimateria. La aparici\u00f3n de neutrinos electr\u00f3nicos es significativamente mayor de la que se esperar\u00eda si se conservara la simetr\u00eda. En contraste, el conjunto de datos de antineutrinos, aunque todav\u00eda demasiado peque\u00f1o para hacer afirmaciones contundentes, muestra una menor aparici\u00f3n de antineutrinos electr\u00f3nicos que la esperada si se conservase la simetr\u00eda. T2K observa 89 neutrinos electr\u00f3nicos mientras que se esperan aproximadamente 67, y 7 antineutrinos de electrones cuando se esperan aproximadamente 9.<\/p>\n
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Por abrumadora que parezca la conquista de esas fortalezas inexpugnables para el intelecto, los cient\u00edficos siguen buscando formas de acercarse<\/p>\n
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Federico S\u00e1nchez, investigador del Instituto de F\u00edsica de Altas Energ\u00edas (IFAE) de Barcelona y miembro de la colaboraci\u00f3n T2K, explica que sus datos indican \u201cque se est\u00e1 violando CP\u201d, pero matiza que la probabilidad es del 95%, algo insuficiente para que un f\u00edsico pueda afirmar con rotundidad que algo es cierto. \u201cVamos a seguir tomando medidas hasta 2026 para decir con m\u00e1s seguridad que la violaci\u00f3n de CP no es cero y a partir de ah\u00ed ver la medida exacta\u201d, contin\u00faa.<\/p>\n
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Aunque los resultados muestren finalmente ese comportamiento distinto entre neutrinos y antineutrinos, S\u00e1nchez explica que se necesitar\u00e1n nuevos modelos te\u00f3ricos y m\u00e1s mecanismos para explicar completamente c\u00f3mo se rompi\u00f3 la simetr\u00eda inicial tras el Big Bang. Las aproximaciones a las grandes verdades nunca son ni f\u00e1ciles ni r\u00e1pidas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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