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  • Diciembre 2017Nº 495

Física de partículas

El enigma de los neutrinos

El mayor experimento jamás diseñado para estudiar estas misteriosas partículas podría revelar qué hay más allá del modelo estándar

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Voy andando por una pasarela en una gigantesca caverna llena de equipos industriales. Me explican que billones de neutrinos atraviesan mi cuerpo cada segundo. Extiendo los brazos, aunque por supuesto no siento absolutamente nada. Sin apenas masa y a una velocidad casi igual a la de la luz, estas partículas fantasmales atraviesan el espacio vacío entre mis átomos sin dejar rastro. La gran mayoría de ellos cruza del mismo modo la enorme caja metálica que domina la caverna. Pero, unas cuantas veces al día, un neutrino colisiona contra alguno de los átomos de este artilugio del tamaño de un autobús escolar. Al hacerlo, libera partículas con carga eléctrica que dejan trazas detectables. Los físicos confían en que esos datos les lleven a un territorio inexplorado.

El aparato forma parte del experimento NOvA (de NuMI Off-Axis Electron Neutrino Appearance; la «v» significa «neutrino», por su similitud con la letra griega ν, símbolo para los neutrinos en física de partículas), del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab), en Batavia, Illinois. En Minnesota se encuentra enterrado un detector similar, aunque de mayor tamaño. Su objetivo consiste en capturar neutrinos que, tras pasar por el primer aparato, hayan atravesado los 800 kilómetros de roca que separan ambas instalaciones.

Operativo desde 2014, NOvA es el experimento de neutrinos más largo del mundo. Sin embargo, es también el predecesor de uno mucho mayor: el Experimento de Neutrinos del Subsuelo Profundo (DUNE, por sus siglas en inglés). Este comenzará en Fermilab, donde un haz de protones colisionará contra un blanco de grafito y generará neutrinos. Después, estos viajarán 1300 kilómetros bajo tierra desde Illinois a Dakota del Sur. Los 500 kilómetros adicionales servirán para aumentar la probabilidad de que las peculiares propiedades de estas partículas acaben manifestándose.

DUNE es el experimento de física de altas energías más ambicioso que se haya intentado construir en suelo estadounidense desde el fracasado Supercolisionador Superconductor (SSC), en los años noventa del pasado siglo. El proyecto, que costará 1500 millones de dólares, debería comenzar a tomar datos en la década de 2020 y se espera que permanezca operativo durante al menos veinte años. Con unos mil investigadores de 30 países, se convertirá también en el mayor experimento de neutrinos del mundo. Asimismo, será la primera vez que el principal laboratorio de física de partículas de Europa, el CERN, invierta en un proyecto fuera del continente. Y, al igual que en 2012 el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) descubrió el bosón de Higgs, los científicos confían en que DUNE les permita entender el universo a un nivel más profundo. «Queremos hacer con los neutrinos lo que el LHC hizo con el higgs», explica Mark Thomson, físico de Cambridge y coportavoz de DUNE. «Creemos que estamos a punto de iniciar la siguiente gran revolución en física de partículas.»

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