Para ser las partículas más discretas y esquivas que conocemos, capaces de atravesarnos millones de veces al día sin llegar a interactuar con nuestros átomos, los neutrinos han armado un buen revuelo. Los científicos del experimento Opera, encontraron que los neutrinos envíados desde el CERN de Ginebra a sus detectores del Gran Sasso, en Italia a 730 Km, llegaron antes de lo que debían. A un rayo de luz le costaría alrededor de 2.4 milisegundos completar el viaje, pero después de correr el experimento Opera durante tres años y cronometrar la llegada de 15 000 neutrinos, los científicos han calculado que las partículas llegaron a Gran Sasso 60 billonésimas de segundo antes, con un margen de error de más o menos 10 billonésimas de segundo. Con esta hazaña, los insignificantes neutrinos han desafiado la teoría de la relatividad de Einstein, una de las teorías más sólidas y grandiosas de todos los tiempos.

La masa de los neutrinos es 100 millones de veces la masa del electrón, y este 1800 veces más liviano que el más pequeño de los átomos (el de hidrógeno). De hecho durante mucho tiempo se dudó de que fueran partículas masivas, pero sabemos con seguridad que tienen masa debido a que poseen una curiosa propiedad cuántica llamada oscilación de neutrinos, que sólo se puede dar en partículas masivas. Esta propiedad consiste en que son capaces de pasar de un tipo a otro de forma aleatoria (hay de tres tipos de neutrinos, con sus correspondientes antipartículas). Precisamente en el experimento Opera se estaba estudiando esta curiosa propiedad.

La oscilación entre las distintas familias, o tipos, se produce aleatoriamente, y la probabilidad de cambio parece ser más alta en un medio material que en el vacío. Dada la aleatoriedad del proceso, las proporciones entre cada uno de los sabores tienden a repartirse por igual (1/3 del total para cada tipo de neutrino) a medida que se producen sucesivas oscilaciones. Fue este hecho el que permitió considerar por primera vez la oscilación de los neutrinos, ya que al observar los neutrinos procedentes del Sol se encontró que sólo llegaban un tercio de los esperados. Los dos tercios que faltaban habían oscilado a los otros dos tipos y por tanto no fueron detectados.

La noticia de la aparente velocidad superlumínica de los neutrinos ha dado la vuelta al mundo y removido a toda la comunidad científica. Aunque se han comprobado una y mil veces los cálculos y las mediciones, no se han encontrado las posibles fuentes del error y los responsables del experimento han hecho públicos todos sus datos e invitado a todos sus colegas a comprobarlos, así como a repetir el experimento. La teoría de la relatividad especial basa todo su entramado en el supuesto de que no existe mayor velocidad que la velocidad que alcanza la luz en el vacío, de hecho cualquier partícula con masa por pequeña que esta sea, necesitaría una energía infinita para llegar a igualarla. Los cálculos basados en la teoría de la relatividad se han comprobado en miles y miles de experimentos y en millones de medidas reales durante más de cien años, de ahí el desconcierto de la comunidad científica.

En caso de que no haya ningún error en el experimento, hay algunos científicos que creen que el resultado encontrado puede ser porque los neutrinos son capaces de encontrar una especie de atajo espacio-temporal a través de las supuestas dimensiones ocultas que preconizaba la teoría de supercuerdas. Heinrich Paes y sus colegas en la Universidad Dortmund creen que puede ser posible: “La dimensión adicional está constituida en tal forma que las partículas que se mueven a través de ella pueden viajar más rapido que las particulas que van a través de las tres dimensiones conocidas del espacio. Es como un atajo a través de esta dimensión extra. Así que parece que las partículas van más rápido que la luz, pero en realidad no lo hacen”.

Prácticamente nadie cree que la teoría de la relatividad esté equivocada. Los resultados del experimento quedarían explicados por un posible error o por la existencia de las dimensiones ocultas. Sería verdaderamente estimulante que los escurridizos neutrinos nos muestren evidencias de que realmente existen las supuestas dimensiones enrolladas y no son una entelequia matemática.

Fotografía : Detector de neutrinos Super-Kamiokande .
El detector de neutrinos Super-K está localizado a 1.000 m bajo tierra en la mina de Mozumi (Japón). Consiste de 50.000 toneladas de agua pura rodeadas por cerca de 11.000 tubos fotomultiplicadores. La estructura cilíndrica tiene 40 m de alto y 40 m de diámetro.