Desvelando el misterio de la masa de los neutrinos

Hasta hace unos años se creía que los neutrinos, partículas que el sol produce muy abundantemente (¡180000000000000000000000000000000000000 cada segundo!) y que llegan hasta nosotros y nos atraviesan sin que podamos darnos cuenta, no tenían masa. Hoy en día, después de los resultados de los experimentos por los que Raymond Davis Jr. y Masatoshi Koshiba ganaron el Premio Nobel en 2002, se sabe que tienen una masa, pero mucho más pequeña que la de las otras partículas elementales conocidas hasta ahora. Además, a diferencia del resto de partículas, los neutrinos no están cargados y por lo tanto no interaccionan electromagnéticamente.

Estas dos características los distinguen de tal forma de las otras partículas que, mientras para estas últimas el origen de sus masas se explica “naturalmente" en el marco del Modelo Estándar -el modelo que explica las interacciones entre partículas y que está comprobado con un error de una parte sobre mil- el origen de las masas de los neutrinos sigue siendo un misterio que sugiere que exista nueva física, es decir, nuevas partículas además de las conocidas.

Los físicos tienen razones para creer que estas nuevas partículas son mucho más pesadas que las que se conocen, pero aún así el abanico de posibilidades es muy amplio. De hecho, a lo largo de las últimas décadas, muchas posibilidades diferentes, que involucran partículas diferentes, han sido exploradas. La mayoría de los modelos, que utilizan el hecho de que los neutrinos no están cargados y por lo tanto pueden coincidir con su propia antipartícula -una antipartícula es en todo igual a la partícula correspondiente excepto que sus cargas son opuestas-, conducen a expresiones similares para la masa de los neutrinos. La pregunta es entonces la siguiente: ¿cómo se puede establecer cual es el modelo correcto si todos conducen a la misma expresión? La respuesta es sencilla, por lo menos a nivel teórico: hay que buscar otros efectos asociados en cada modelo.

Hasta ahora muchos investigadores habían estudiado algunos de los efectos “secundarios" de los modelos que explican la masa de los neutrinos, pero con escaso interés, debido al hecho de que estos son generalmente tan pequeños que resulta extremamente difícil detectarlos. Por lo tanto, faltaba en la literatura un estudio detallado de estos efectos, el cual ha sido realizado recientemente por un grupo de físicos de la Universidad Autónoma de Madrid y de sus colaboradores: Prof. Gavela, Prof. Hambye (ahora profesor en la Université Libre de Bruxelles), Dra Biggio (ahora investigadora en el Max Planck Institut für Physik en Munich) y Prof. Abada y Bonnet, de la Université de Paris-Sud. En este artículo, publicado por la prestigiosa revista “Journal of High Energy Physics", no sólo se han analizado y comparado los efectos de los tres esquemas principales para explicar la masa de los neutrinos, sino que se ha mostrado como estos efectos pueden ser mucho más grandes de lo que se pensaba, en el caso de que las nuevas partículas pesadas tengan una masa del orden de las energías a las que se va a llegar en aceleradores como el LHC (Large Hadron Collider) del CERN de Ginebra, que entrará en funcionamiento este año.

A día de hoy, por lo tanto, el origen de la masa de los neutrinos sigue siendo un misterio, pero un misterio que quizá será posible desvelar en un futuro no demasiado lejano.