Una gran explosión, enormes cantidades de energía fluyendo por el universo y unas partículas muy pequeñas vagando libremente e interactuando para formar todo lo que conocemos hoy: así se sabe que fue una pequeña parte del origen de la vida según la teoría del Big Bang. Sin embargo, una de sus partículas más abundantes había estado en la oscuridad para los científicos: el neutrino. Investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) estimaron su masa y la forma en que se transforma desde su nacimiento.
Aunque el neutrino es la partícula más abundante en el universo y es fundamental para que el Sol y la vida existan, ya que permite el funcionamiento de la fuerza débil, una de las cuatro fuerzas fundamentales del cosmos, también es una de las más difíciles de detectar. Interactúa poco con la materia, pero gracias a la insistente búsqueda de los físicos teóricos se pudo determinar el orden de magnitud de su peso (milielectronvoltios), y además se han reconocido sus cambios, como que se hace más o menos pesado según el lugar en donde se encuentre, como por ejemplo en la Tierra.
Qué nuevos avances se han realizado en torno a los neutrinos
Julián Steven Gutiérrez, doctor en Física de la UNAL, con la ayuda del profesor Carlos José Quimbay, del Grupo de Campos y Partículas del Departamento de Física, ajustó el “modelo de dos dobletes de Higgs”, creado en los años setenta y que es más funcional para analizar y estudiar los saltos de los neutrinos que el modelo estándar de partículas utilizado en física teórica, ya que este último resulta ineficiente para explicar el cambio de masa de estos pequeños pilares del universo.
Esta dinámica de los neutrinos es muy particular, pues aunque fueron descubiertos experimentalmente en 1956 por los científicos Clyde Cowan y Fredercik Reines, no fue sino hasta 2015 cuando Takaaki Kajita y Arthur McDonald propusieron que estas pequeñas partículas cambiaban su naturaleza, lo que antes no se había podido comprobar y que fue el punto de partida para reconocer el misterio de los neutrinos, sus dos caras, por lo que los investigadores recibieron el Premio Nobel de Física.
Qué es la oscilación de neutrinos
La teoría se llama “oscilación de neutrinos”, que de manera sencilla se podría explicar así: una persona y 100 de sus clones tienen un peso determinado, son muy delgados, pero de manera misteriosa, cuando están corriendo una maratón, 50 de ellos empiezan a transformarse y ya no son delgados sino un poco más robustos, y a su vez otros del mismo grupo empiezan a ser todavía más robustos; pero no solo eso, sino que cada uno de los clones, además de cambiar su forma, también interactúa con personas distintas al transformarse.
Según el investigador, estos curiosos cambios, que los físicos llaman “sabores” y que en el caso de los neutrinos pueden ser de tres tipos: electrónico, muonico y tauonico, son producto de su naturaleza volátil, en este caso de la persona clonada, y se sale de todo esquema físico estándar, porque dan muestra de que se pueden transformar de manera inesperada, pasando de ser un partícula (dirac) a una antipartícula (majorana), lo cual daría pistas sobre los orígenes difusos del universo (uno todavía más misterioso), por lo que el modelo de doblete de Higgins se ajusta mejor a estas particularidades.
Para lograrlo, el investigador utilizó bases de datos de la página web Particle Data Group, que forma parte del Grupo de Colaboración Internacional de Físicos de Partículas del mismo nombre, en las que se recoge información de diversas variables de los neutrinos como: ángulo de Weinberg o de mezcla, y diferencia de la resta entre cada una de las partículas. Los datos fueron modelados en el lenguaje de programación Mathlab, que permite reemplazar ecuaciones para ver el comportamiento de los neutrinos.
“Pero esto no es todo: el hallazgo de la masa de estos neutrinos nos daría una idea de por qué existe cierta asimetría de partículas en el universo, si se supone que en el inicio se creó la misma cantidad de materia y antimateria, pero si esto fuera así, el universo ya habría desaparecido, debido a que cuando se encuentran estas dos formas se convierten en energía y se esfuman”, explica el investigador.
