Martin Perl
Martin Lewis Perl (24 de junio de 1927 – 30 de septiembre de 2014) fue un físico estadounidense. Descubrió el leptón tau y abrió con ello la tercera familia de las partículas de materia — a la que pertenece también el neutrino tauónico.
En 1995 recibió el Premio Nobel de Física, junto con Frederick Reines. La Academia honró a ambos por «contribuciones experimentales pioneras a la física de leptones».
De ingeniero a físico
Perl creció en Brooklyn como hijo de inmigrantes judíos. Estudió primero ingeniería química y trabajó algunos años para General Electric, donde desarrolló, entre otras cosas, tubos electrónicos.
Solo después decidió estudiar física. En 1955 se doctoró en la Columbia University — con Isidor Rabi, en un grupo de trabajo del que salió también Leon Lederman.
En 1963 se marchó al Stanford Linear Accelerator Center, donde permaneció hasta el final.
Los sucesos singulares
A mediados de los años setenta Perl investigaba en el anillo de almacenamiento SPEAR choques de electrones y positrones.
Al hacerlo le llamaron la atención sucesos que no encajaban en el cuadro: de la colisión salían un electrón y un muón de carga opuesta — y nada más visible.
Tales sucesos parecían violar la conservación del número leptónico por familia, pues un electrón y un muón pertenecen a familias distintas.
La interpretación de Perl: se originan dos leptones pesados y de vida corta. Cada uno se desintegra por su cuenta — uno en un electrón, el otro en un muón —, y al hacerlo se liberan neutrinos invisibles que salvan el balance.
Tres años de resistencia
El mundo especializado se mostró escéptico, y por razones comprensibles.
Un nuevo leptón no estaba previsto; dos familias parecían bastar. Y la signatura — dos partículas cargadas y mucha energía faltante — podía explicarse también por procesos conocidos, por ejemplo por desintegraciones de partículas con quarks encantados, que se habían descubierto poco antes.
Entre los primeros indicios de 1974 y el reconocimiento general transcurrieron unos tres años. Perl tuvo que defender una y otra vez su análisis, determinar el fondo con mayor precisión y mostrar que ninguna explicación conocida bastaba.
La nueva partícula recibió el nombre de tau, por la letra inicial griega de tritón — «lo tercero».
Por qué eso afecta a la física de neutrinos
A cada leptón cargado le corresponde un neutrino propio. Con el leptón tau cabía esperar, pues, un tercero.
Siguieron dos confirmaciones. En el CERN se mostró en 1989, a partir de la anchura de desintegración del bosón Z, que hay exactamente tres clases ligeras de neutrinos. Y en el año 2000 DONUT, en el Fermilab, detectó directamente el neutrino tauónico.
Con ello la familia de partículas quedaba completa — y quedaba puesta la base para la oscilación de neutrinos, que se describe como transición entre exactamente estas tres clases y que encuentra su forma matemática en la matriz PMNS.
Otros trabajos
Perl siguió siendo amigo de las preguntas incómodas. Buscó durante décadas quarks libres con carga fraccionaria de un tercio — con un procedimiento inspirado en el famoso experimento de la gota de aceite de Millikan.
No encontró ninguno. Aun así consideraba que la búsqueda merecía la pena, porque un hallazgo lo habría cambiado todo: según el entendimiento actual, los quarks libres no existen, y uno solo derribaría la teoría de la interacción fuerte.
Se comprometió además con el apoyo a los jóvenes investigadores y habló abiertamente de cuánto había tardado en ser aceptado su propio descubrimiento.
Valoración
El caso de Perl muestra cómo se produce realmente el reconocimiento científico: no por un instante, sino por la aportación tenaz de pruebas hasta que no queda ninguna otra explicación.
Que entre su descubrimiento de 1975 y la detección directa del neutrino correspondiente mediaran 25 años dice al mismo tiempo mucho sobre la dificultad de este campo de investigación.
Términos relacionados
- DONUT — la detección directa del neutrino tauónico
- Leptón — la familia de partículas
- Frederick Reines — su colaureado
- Matriz PMNS — las tres clases en su interacción
Fuentes
- M. L. Perl et al.: Evidence for Anomalous Lepton Production in e⁺–e⁻ Annihilation, Physical Review Letters 35, 1489 (1975).
- Fundación Nobel: Premio Nobel de Física 1995, motivación y conferencia Nobel.