Experimento OPERA: neutrinos más rápidos que la luz

La Relatividad Especial de Einstein en uno de sus postulados establece que existe una velocidad límite en la naturaleza: la velocidad de la luz en el vacío, esto es, aproximadamente 300.000 km/s. Cualquier partícula, así tenga una masa muy pequeña, no puede alcanzar esta velocidad.

El experimento OPERA fue diseñado para estudiar oscilaciones de neutrinos. Se ha demostrado que estas partículas tienen masas muy pequeñas. Para el experimento se seleccionan unos protones a altas energías desde uno de los aceleradores del CERN los cuales se direccionan contra una barra de grafito; esta colisión produce una lluvia de mesones cargados que al decaer producen neutrinos. Estos neutrinos viajan bajo tierra los 730 km que los separan del detector que se encuentra en un laboratorio subterráneo bajo la montaña llamada Gran Sasso, ubicada al este de Roma en Italia. Debido a que la masa de los neutrinos es muy pequeña, se espera que viajen casi a la velocidad de la luz, por lo cual deberían demorarse poco más de 2 milisegundos en su trayectoria desde CERN hasta Gran Sasso. La medición del tiempo que les toma a los neutrinos llegar desde CERN demuestra que entran 60 nanosegundos antes de lo esperado, lo que indicaría que estos neutrinos se mueven más rápido que la luz.

Esta medición pone en jaque uno de los pilares fundamentales de la física moderna: La Relatividad Especial. Esto condujo y conduce a cualquier cantidad de comentarios sobre los posibles errores del experimento, y, la aparición de cualquier cantidad de artículos científicos que tratan de explicar este hecho. La gente de OPERA no dice haber descubierto una falla en la relatividad de Einstein, al contrario, han sido conservadores y plantean "hemos medido una velocidad que no concuerda con la teoría actual, por esto solicitamos a la comunidad científica que se planteen ideas y que otros experimentos repitan esta medición para verificarla o refutarla ". Las teorías se ponen a prueba, una y otra vez para estar seguros de lo observado. El método científico establece que antes de concluir cualquier resultado se debe estar muy seguro, sino hay que repetir el experimento. Afortunadamente esto podría ser posible, ya que los experimentos MINOS (en EEUU) y T2K (en Japón) son bastante similares a OPERA y podrían llevar a cabo esta medición.

Si la relatividad tiene una falla, habría que establecer un nuevo límite de velocidad que sería levemente superior a los 300.000 km/s de los fotones. Esto implicaría hacer varios cambios en la teoría. Desde el punto de vista experimental se espera que nuevas ideas de la comunidad científica sean planteadas como posibles fuentes de error en OPERA lo que permitirá verificar los datos una y otra vez. También queda esperar que los experimentos MINOS y T2K presenten mediciones de la velocidad de sus neutrinos. En la física teórica, se explorarán posibles interpretaciones y nuevas teorías para comprender el resultado de OPERA, especialmente si se confirma.

No obstante, una de las más importantes consecuencias sin importar si el resultado de OPERA se verifica o refuta es que la comunidad científica aumentará su conocimiento acerca de los neutrinos, se aprenderá sobre nuevas fuentes de error en los experimentos y si el universo es o no tan simétrico como lo imaginó Einstein hace 106 años. Así es como la física se ha construido durante siglos.

Dr. Luis Rosales R.

Editor Revista Universidad, Ciencia y Tecnología