Los neutrinos no son más rápido que la luz

Los neutrinos obedecen a los límites de la velocidad de la naturaleza, según los nuevos resultados de un experimento italiano. El hallazgo, publicado en el servidor de preimpresión arXiv.org, contradice la afirmación de su rival de que los neutrinos podrían viajar más rápido que la velocidad de la luz.

Los neutrinos son partículas diminutas, eléctricamente neutras producidas en las reacciones nucleares. En septiembre pasado, un experimento llamado OPERA presentó evidencia de que los neutrinos viajan más rápido que la velocidad de la luz. Situado debajo de la montaña del Gran Sasso en Italia central, OPERA detecto neutrinos enviados desde el CERN, el más importante laboratorio de física de partículas en Europa, cerca de Ginebra, Suiza. De acuerdo con las conclusiones del grupo, los neutrinos hicieron el viaje de 731 kilómetros en 60 nanosegundos más rápido de lo previsto que había viajado la luz.

Fue un gran anuncio en los titulares internacionales, pero los físicos eran muy escépticos. El axioma de que nada viaja más rápido que la luz fue formulada por primera vez por Albert Einstein y es una piedra angular de la física moderna. OPERA defendió su anuncio, diciendo que no pudo encontrar ningún defecto en su medición.

Ahora otro experimento situado a sólo unos metros del OPERA ha concluido que los neutrinos viajan a casi la velocidad de la luz, pero más rápido no. Conocido como ICARUS, rival de monitoreado un haz de neutrinos enviados desde el CERN a finales de octubre y principios de noviembre del año pasado. Los neutrinos se empacaron en impulsos de tan sólo 4 nanosegundos de largo. Eso significaba que el tiempo se puede medir con mucha más precisión que la original medición de OPERA, que utiliza pulsos de 10 microsegundos.

"Nuestros resultados están de acuerdo con lo que a Einstein le gustaría tener", dice Carlo Rubbia, el portavoz de ICARUS y un físico ganador del Premio Nobel en el CERN. Los neutrinos medidos por el experimento llegaron a tan sólo 4 nanosegundos de el tiempo en que luz que viaja a través del vacío, que es dentro del margen de error experimental, se ha podido verificar que estos neutrinos han viajado a la velocidad de la luz (su masa es tan pequeña que es imposible medir con suficiente precisión su velocidad menor que la de la luz).

Los neutrinos medidos por ICARUS son del mismo tipo y con el mismo espectro energético que los medidos por OPERA pues han sido producidos por el mismo experimento CNGS (protones de SPS sobre un blanco de grafito que producen piones y kaones que se desintegran en neutrinos en un túnel de vacío de 1 km de longitud); además, la distancia recorrida por los neutrinos entre CNGS y LNGS (ICARUS T600 en Gran Sasso) es prácticamente la misma, unos 731 km. Esta nueva medida también ha utilizado el sistema de GPS para medir la distancia y los relojes atómicos para medir los tiempos son similares a los usados por OPERA. Los neutrinos que ha medido ICARUS fueron enviados entre el 21 de octubre de 2011 y el 6 de noviembre de 2011, aunque el artículo se publique en ArXiv hoy. Finalmente, es importante indicar que el problema detectado en una conexión de fibra óptica en OPERA no ha afectado a la medida tomada en ICARUS.

Debido a que los pulsos del CERN eran tan cortos, ICARUS sólo midio siete neutrinos durante la carrera a finales de otoño, pero Rubbia dice que el número relativamente bajo, no importa. "¿Cuántas veces usted tiene que decir 'cero' para asegurarse de que es cero?", se pregunta.

Los resultados son un nuevo golpe a la OPERA, que ya estaba bajo intenso escrutinio de la comunidad experimental. Casi tan pronto como se hizo el anuncio, los físicos comenzaron a tratar de hacer agujeros en el análisis de la OPERA y el 23 de febrero de investigadores en el equipo de OPERA anunció que habían descubierto los posibles problemas de sincronización con sus medidas originales. Estos problemas podrían haber llevado a la discrepancia de 60 nanosegundos.

Darío Autiero, un físico del Instituto de Física Nuclear en Lyons, Francia, y coordinador de OPERA, acoge con satisfacción el resultado más reciente. Señala que OPERA continuó detectando neutrinos más rápido que la luz en octubre y noviembre, cuando los pulsos más cortos fueron utilizados. El equipo continúa la búsqueda de posibles fuentes de error.

Para algunos, las nuevas mediciones resuelven el asunto de una vez por todas. "El caso de Opera esta ahora definitivamente cerrado", dice Adam Falkowski, un físico teórico en la Universidad de París-Sur en Orsay, Francia. Pero Rubbia dice que él todavía está esperando las medidas adicionales establecidas que más adelante se generaran por OPERA, ICARUS y otros dos experimentos en el interior del Gran Sasso.

"Si hubiéramos encontrado 60 nanosegundos, me habrían enviado una botella de champán al OPERA", dice Rubbia. Pero tal como está la cosa, se sospecha que se brindará en honor a Einstein. "Es un gran alivio, porque yo soy un carácter conservador".

CERN a la izquierda, ICARUS a la derecha