“Hemos eliminado la principal crítica”, dicen los científicos de OPERA

La colaboración internacional OPERA, que a finales de septiembre informó haber detectado neutrinos viajando a una velocidad ligeramente superior a la de la luz, ha vuelto a repetir el experimento que ha removido uno de los pilares de la Física, la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, modificando los haces de partículas que envía el CERN desde Ginebra hasta el Laboratorio de Gran Sasso (Italia). Y han vuelto a obtener los mismos resultados. Según Pasquale Migliozzi, portavoz adjunto de OPERA, esto elimina la principal crítica que se le hacía al experimento, la falta de precisión en determinar el momento en el que parten las partículas desde el CERN. Aún así, hay que esperar que otros experimentos como MINOS en Estados Unidos o T2K en Japón confirmen o desmientan este resultado para pensar en un auténtico descubrimiento.

Migliozzi, investigador del Instituto Nacional de Física Nuclear italiano (INFN) en Nápoles y portavoz adjunto de OPERA ha ofrecido una conferencia hoy en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València, donde ha explicado los nuevos resultados hechos públicos el 18 de noviembre. Los científicos de OPERA han dispuesto de haces de partículas más cortos y más espaciados en el tiempo (paquetes de partículas de 3 nanosegundos de duración separados por más de 500 nanosegundos) que en las mediciones anteriores, lo que según el físico italiano, ha permitido al experimento ganar en precisión.

Para Migliozzi, estos cambios, junto a una menor intensidad energética del haz, han motivado que solo hayan obtenido 20 eventos (mediciones de neutrinos), cuando en el anterior análisis utilizaron unos 15.000. Sin embargo, “la precisión es mayor, porque conocemos con mejor precisión cuándo se producen los neutrinos”. Según Migliozzi, la colaboración pretendía hacer estas modificaciones el próximo año, pero el CERN les ha facilitado estos haces “en cuestión de semanas”.

Otras fuentes de error

Tras los nuevos resultados obtenidos por OPERA, “hemos eliminado la principal crítica” que se le ha hecho al experimento, asegura Migliozzi. Sin embargo, hay otras fuentes de error que la colaboración quiere mejorar en el próximo año. Una de ellas es usar un sistema de sincronización del sistema independiente al GPS, aunque, según el investigador italiano, multitud de organismos internacionales de medida han refrendado el sistema utilizado por OPERA, por lo que “pensamos que el error no está en el GPS”.

Otra de las modificaciones importantes que quiere hacer OPERA es mejorar el conocimiento de la distribución de los protones que producen los neutrinos en el CERN. Esto se pretende hacer mediante un detector cercano que mida de la distribución de muones, otro tipo de partícula que se produce a la vez que los neutrinos. Este cambio servirá también para mejorar la precisión de la medida, aunque solo una medición por un experimento independiente a OPERA confirmará definitivamente estos resultados.

Uno de estos experimentos llamados a confirmar o refutar los resultados de OPERA es MINOS, que envía un haz de neutrinos producido en Fermilab (cerca de Chicago) hasta un detector situado en una mina abandonada cerca de la frontera con Canadá (a unos 730 kilómetros). Según Migliozzi, MINOS tiene un diseño diferente, funciona a un nivel de energía menor y tiene errores sistemáticos diferentes, por lo que “será muy interesante si repite el resultado”. Otro experimento similar es T2K (Japón), que utiliza una distancia menor (300 kilómetros), y donde participan investigadores españoles con el apoyo del del Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

Resultados similares en 2007

Richard Gran, investigador de la Universidad de Minnesota-Duluth en MINOS, explicó en una conferencia impartida la semana pasada en el IFIC que el experimento, al igual que OPERA, está diseñado para medir la oscilación del neutrino, un fenómeno natural por el que esta partícula (cuyas características hacen que interactúe muy débilmente con la materia) se transforma de un tipo a otro de los tres que existen. Según Gran, el experimento planeaba mejorar ciertos errores sistemáticos en sus medidas antes de los resultados de OPERA.

“MINOS obtuvo un resultado similar a OPERA en 2007”, recuerda Gran. Sus resultados eran mayores (detectaban neutrinos 126 nanosegundos antes de lo debido por los 60 nanosegundos reportados por OPERA), pero también sus porcentajes de error, por lo que los científicos de MINOS no se centraron en este efecto. Ahora trabajan para reducir algunas fuentes de error sistemático en el experimento, con lo que el plazo “de seis meses a un año” esperan tener nuevos resultados sobre la velocidad de vuelo de los neutrinos.

Además de tener cuatro veces más datos que en 2007, los científicos de MINOS esperan poder mejorar cuestiones relativas a la electrónica del experimento, lo que, unido a la utilización de un detector cercano que funcione más rápido, aumentará la precisión hasta alcanzar “prácticamente la misma resolución que OPERA”. Sin embargo, todos estos cambios se harán a la vez para tener resultados que reúnan las mejoras. “Tenemos que ver que todo es consistente”, asevera Gran. Así, para mediados del próximo año podrían coincidir nuevas medidas de OPERA, MINOS y T2K que ayuden a aclarar más si realmente los neutrinos son más rápidos que la luz o Einstein sigue en lo cierto y nada puede viajar más rápido.

Otra de las muchas críticas que ha recibido el experimento OPERA viene de una interpretación propuesta por Andrew G. Cohen y el Nobel de Física Sheldon L. Glashow. Ambos argumentan que, si realmente los neutrinos viajan más rápido que la luz, deberían desprender mucha energía, que provocaría lo que se conoce como ‘radiación Cherenkov’ que se debería detectarse en el experimento. Sin embargo, tanto OPERA como ICARUS, un experimento ubicado también en Gran Sasso que ha publicado recientemente resultados, no detectaron una modificación del espectro que indique una pérdida de energía similar, señala Pasquale Migliozzi, del experimento OPERA. Según el investigador del INFN, su detector no está diseñado para medir las partículas resultantes de este efecto, pero Cohen y Glashow “no han refutado la medida, solo han postulado un modelo”.