Partículas elementales invisibles y omnipresentes

Nuestro planeta está inmerso en una nube de neutrinos. La mayoría de ellos provienen del Sol, debido a que las reacciones de fusión nuclear que tienen lugar en sus profundidades los producen en abundancia, junto con la energía radiante. Otros proceden de los primeros momentos de la vida del Universo y lo bañan uniformemente. Otros, pocos, son producidos por los rayos cósmicos al incidir sobre las capas altas de la atmósfera. Y algunos, los menos, proceden de fenómenos como las explosiones de supernovas, que liberan cantidades gigantescas de energía, en forma de neutrinos en una parte importante. Se trata de partículas invisibles y omnipresentes, hasta el punto de que sobre cada centímetro cuadrado de nuestra piel inciden del orden de mil millones por segundo.Los científicos sólo tienen noticia de su existencia, de modo indirecto, desde principios de los años 30 en que fueron propuestos como explicación a las anomalías detectadas en la desintegración de algunas partículas subatómicas; y ya de modo directo a partir de 1956 en que se observaron por primera vez sus interacciones con la materia ordinaria. Hoy también se preparan haces de neutrinos en los aceleradores de partículas.

¿Cómo es posible que algo tan abundante haya pasado desapercibido? Lo es porque los neutrinos son las únicas partículas conocidas sólo sensibles, además de a la gravitación, a la llamada interacción nuclear débil. Y ésta es tan débil que la probabilidad de que interaccionen es minúscula. Nuestros sentidos no son estimulados por ellos y la mayoría de los detectores son incapaces de retenerlos. De los billones de neutrinos que inciden sobre la Tierra cada segundo la inmensa mayoría la atraviesan sin inmutarse; sólo unos pocos interaccionarán con alguno de sus átomos.

Su masa es muy pequeña. Hasta el momento los datos indicaban que podría ser cero, como es cero la masa de los fotones o cuantos de luz. Y los experimentos en laboratorio y la evidencia cosmológica indican que su masa debe ser, en todo caso, muy pequeña. Pero no hay ninguna ley física que obligue a que sea nula. Y si no lo fuera, se produciría un fenómeno interesante y sólo explicable en el mundo regido por las leyes de la Física Cuántica. Ocurriría que las tres clases de neutrinos que hay (tres sabores en la jerga de los físicos) podrían transformarse unos en otros: oscilar, de modo que un neutrino creado de un sabor se manifestaría como de otro distinto dependiendo de la distancia recorrida desde su nacimiento. Este efecto es el que parece haber sido observado en un detector subterráneo situado en Japón con los neutrinos creados a partir de colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera. Y si se producen oscilaciones, su masa no puede ser cero.

Es un resultado preliminar que debe todavía pasar por verificaciones. Pero si se confirmara podría tener repercusiones importantes en cosmología, ya que parte de la llamada materia oscura presente en el universo podría estar formada por neutrinos; en la Teoría Estándar de partículas elementales, que se formula normalmente poniendo sus masas igual a cero y que debería ser modificada en este punto; y en la resolución de problemas antiguos, como el déficit de neutrinos solares observados en comparación con los que se esperan de los modelos solares.