Los neutrinos son de alguna forma, las partículas más resbaladizas de todo el cosmos. Pese a que inundan el cosmos y a que formaron parte importante en la evolución del Universo, pocas veces se les puede estudiar pues son tan escurridizas que nunca antes se les había podido observar en un colisionador de partículas, ganándose el nombre de ‘partícula fantasma’.
La partícula fantasma
Hasta donde los físicos de partículas comprenden, los neutrinos son la segunda partícula más abundante del Universo, únicamente superados en cantidad por los fotones que viajan a la velocidad de la luz. De hecho, en este momento millones de neutrinos están atravesando su cuerpo sin dejar rastro alguno. Pese a esto, hay muchas dudas sobre su comportamiento y la manera en la que influyen en el cosmos, incluso se ha pensado que podrían estar detrás de la famosa materia oscura que hasta ahora no ha podido comprobarse su existencia.
Lo que se sabe es que estas enigmáticas partículas subatómicas tienen una masa casi igual a cero y apenas interactúan con otras partículas, ya que no tienen carga eléctrica. Con estas características resulta casi imposible observar neutrinos en los colisionadores de partículas, pero por primera vez un equipo de físicos han registrado la primera observación de neutrinos colisionando en el laboratorio.
Neutrinos creados en un colisionador
A través de la 57ª Conferencia Rencontres de Moriond Electroweak Interactions and Unified Theories celebrada en Italia, el equipo de físicos experimentales dio a conocer sus asombrosos resultados obtenidos mediante el detector FASER, que vive en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC).
“Hemos descubierto neutrinos de una fuente completamente nueva, los colisionadores de partículas, en los que dos haces de partículas chocan entre sí a una energía extremadamente alta”, dice el físico de partículas Jonathan Feng de la Universidad de California Irvine.
Hasta ahora ya se habían podido observar neutrinos cósmicos que de vez en cuando chocan con otra partícula en los detectores subterráneos que están aislados de la radiación, pero nunca se habían podido observar neutrinos producidos en los colisionadores. El FASER ha sido el primer detector capaz de crear y detectar neutrinos, la prueba de la energía más alta jamás producida en un laboratorio.
“Los neutrinos son las únicas partículas conocidas que los experimentos mucho más grandes en el Gran Colisionador de Hadrones no pueden detectar directamente, por lo que la observación exitosa de FASER significa que finalmente se está explotando todo el potencial físico del colisionador”, dijo Dave Casper, físico experimental de la UCI.
El FASER es un detector de emulsión construido a partir de placas de tungsteno de un milímetro de espesor, alternadas con capas de películas de emulsión. El tungsteno es la clave del éxito, ya que es un elemento que tiene una alta densidad, lo que aumenta la probabilidad de interacción con los neutrinos, además el artefacto pesa tan sólo una tonelada y tiene un tamaño adecuado para instalarlo en un pequeño túnel lateral del CERN.
Al accionar el Gran Colisionador de Hadrones, los neutrinos pueden chocar con los núcleos de las placas de tungsteno, produciendo partículas que dejan huella en las capas de emulsión que luego deben ser reveladas, como una película fotográfica, para que los físicos puedan analizar los rastros dejados por las partículas y descubrir cómo se produjeron.
El LHC está listo para comenzar una nueva ronda de colisiones de partículas en los próximos meses y FASER estará atento para detectar cualquier señal de neutrinos nueva. “Esperamos ver algunas señales emocionantes”, concluyen los investigadores.
