El poder ninja de los neutrinos

De entre todas las partículas elementales, el neutrino probablemente sea la más elusiva. Tanto, que a modo de broma se las llama las partículas ninja, con su antifaz y todo. Su nombre se debe principalmente a que, aunque existen en gran número, apenas somos capaces de detectarlas... Podemos imaginar todo un ejército ninja cruzando un gran bosque de árboles, como son ninjas y son muy habilidosos, nuestros ninjatrinos son capaces de cruzar un bosque tupido sin chocarse con ningún árbol. De hecho se necesitarían muchísimos neutrinos (del orden de 10 elevado a 38, o sea un 1 y 38 ceros detrás) para que un vigía desde el castillo más cercano pudiera notar un árbol moverse sospechosamente. Por supuesto, no es que los neutrinos sean realmente habilidosos, simplemente son así. Debido a sus propiedades (son leptones eléctricamente neutros y con una masa muy baja) sólo interaccionan débilmente con la materia.

Los neutrinos son tan elusivos que empezaron siendo una partícula teórica. Desde luego como son ninjas, son muy difíciles de detectar, pero sí que podemos saber con más facilidad cuándo se han llevado energía, de la misma forma que podemos encontrar un ejército ninja comprobando si han estado cazando en la zona para un gran grupo de gente. Así más o menos fue como por primera vez se teorizó sobre ellos, porque faltaba energía en la desintegración beta y alguien tenía que estar llevándosela, así que se propuso que la responsable fuera una partícula eléctricamente neutra y de masa pequeña, un neutrino, en italiano. Pero claro, los científicos como somos muy escépticos, no creemos en ninjas acechando hasta que vemos que un árbol del bosque se ha agitado, así que montaron hace 50 años un experimento que medía directamente los neutrinos. Cuando un neutrino incide sobre un neutrón, éstos se transforman en un protón y un electrón, así que si bombardeamos con neutrinos un gas y luego comprobamos si no hay átomos del gas que no deberían estar ahí: he aquí nuestros árboles temblorosos. Exactamente así se hizo hace 50 años, aunque cabe decir que utilizaron los neutrinos que provenían del Sol.

Pero porque los neutrinos sean muy sigilosos, eso no les hace ser verdaderos ninjas. En todas las películas de ninjas, éstos exhiben poderes inauditos y los neutrinos no podían ser menos. Imaginémonos que el ejército de neutrinos se compone en realidad de tres divisiones distintas, equipos E que atacan con arcos, los Mu que van con espada y los Tau que van con lanzas, con ninjas de distinto peso y altura de modo que observando cómo se mueven los árboles al chocar, podemos adivinar de qué división del ejército se trata y así montar la defensa perfecta teniendo en cuenta cómo está formado su ejército. Pero ellos tienen un as guardado en la manga, porque a medida que avanzan por el bosque parece que las proporciones de neutrinos en cada división varían. ¿Cómo es eso posible?

Militarmente una invasión así podría ser muy peligrosa. ¿Os imagináis prepararos para un asedio con 10 mil flecheros y 10 mil de infantería y acabar enfrentándoos a un nutrido grupo de 15mil flecheros? Un caos. ¿Pero cómo se lo montan los neutrinos para engañarnos tan descaradamente? Obviamente, no es magia ninja, es como siempre una ilusión para el que no mira correctamente. Lo que ocurre es que en realidad lo que pensamos que es un ninja de la división E, no es una sola persona disparando flechas sino que en verdad está formada por un equipo formado por tres personas, una que sujeta el arco, la otra que apunta y la otra que dispara. Estas tres personas pertenecen cada una a un equipo (llamémoslos 1, 2 y 3) y los encontraremos en proporciones distintas según la tarea con la que se encuentren.

¿Entonces qué ocurre? Nuestros árboles sólo son capaces de respondernos qué arma lleva la persona contra la que chocan, pero el avance del ejército de neutrinos ninja no depende de qué arma lleven (equipos E, Mu y Tau) sino de cuánto peso llevan encima en las divisiones de desplazamiento (1, 2 y 3). Así que a medida que avanzan las divisiones 1, 2 y 3, sus proporciones a lo largo de la longitud en que se desplacen (los hay que pesan más que otros) lo cual hace que lo que inicialmente era un equipo que se encargaba de ondear la espada acabe disparando flechas. Es decir, físicamente hablando, los neutrinos cuando se desplazan en el espacio pueden cambiar su sabor (divisiones E, Mu y Tau) porque se desplazan según su base de masa (división 1, 2 y 3) y no su base de la interacción débil. A este poder, por cierto, se le conoce como oscilación de neutrinos y sirvió para demostrar que los neutrinos tienen masa, el primer hecho científicamente probado que se escapa del Modelo Estándar de partículas. Ahora tenemos varios experimentos trabajando en oscilaciones: MINOS, T2K, Daya Bay, CHOOZ.. y algunos futuros como Laguna o NOvA.