Melvin Schwartz
Melvin Schwartz (2 de noviembre de 1932 – 28 de agosto de 2006) fue un físico estadounidense. De él procede la idea que convirtió el neutrino en una herramienta: construir un haz de neutrinos.
Por esa idea y por el experimento que se derivó de ella recibió en 1988, junto con Leon Lederman y Jack Steinberger, el Premio Nobel de Física.
La ocurrencia de 1960
Hasta entonces se tomaban los neutrinos allí donde se los encontraba — del Sol o de reactores nucleares. Ambas fuentes entregan lo que entregan; la energía y la dirección no pueden elegirse.
Schwartz, entonces en la Columbia University, pensó al revés. Un acelerador de partículas produce piones. Los piones se desintegran y liberan al hacerlo neutrinos. Si se coloca detrás del tramo de desintegración una pared suficientemente gruesa, se detiene todo — salvo los neutrinos. Lo que pasa a través es un haz dirigido de energía conocida.
La idea se le ocurrió, según su propio relato, durante una discusión sobre la cuestión de cómo podía investigarse la interacción débil a altas energías. La respuesta era: con la única partícula que interacciona solo débilmente.
Con ello el neutrino dejaba de ser un mero objeto de observación para convertirse en un medio de investigación.
El experimento de 1962
La idea se llevó a cabo en el Alternating Gradient Synchrotron de Brookhaven.
El blindaje constaba de 13,5 metros de acero. El material procedía del blindaje de un acorazado dado de baja — una solución que era a la vez práctica y barata, pues ese acero está libre de la ligera radiactividad que arrastra el acero moderno de la época de las armas nucleares.
Como detector sirvió una cámara de chispas de diez toneladas.
Tras meses de funcionamiento se disponía de 51 sucesos evaluables. Decisivo fue lo que en ellos no aparecía: todas las partículas producidas eran muones, ni una sola era un electrón.
Si hubiera solo una clase de neutrinos, ambas habrían tenido que aparecer con aproximadamente la misma frecuencia. El hallazgo demostraba, pues, que el neutrino que nace junto con un muón es una partícula distinta de aquella procedente de la desintegración beta.
El neutrino muónico estaba descubierto — y con ello quedaba fundada la idea de las familias de partículas del modelo estándar.
Lo que salió de ahí
El método sostiene hasta hoy toda la física de neutrinos de acelerador. Desde MINOS pasando por T2K y OPERA hasta el futuro DUNE, todos los experimentos de haz trabajan según este patrón: protones contra un blanco, concentrar los piones, dejarlos desintegrarse, blindar todo lo demás.
También la comunicación por neutrinos lograda en 2012 en el Fermilab se basa en un haz de este tipo. Lo que en 1960 empezó como una idea es hoy equipamiento estándar.
El camino insólito de después
Schwartz se marchó en 1966 a la Stanford University. A principios de los años setenta abandonó la investigación y fundó Digital Pathways, una empresa de seguridad de datos.
Para un futuro premio Nobel ese fue un paso notable. Lo justificó diciendo que la tarea le atraía — y dirigió la empresa durante casi veinte años.
En 1991 regresó a la física y fue nombrado director adjunto de física de altas energías en el Brookhaven National Laboratory, es decir, en aquel lugar donde había tenido lugar su experimento. Más tarde volvió a dar clase en la Columbia University.
Valoración
La aportación de Schwartz muestra cómo una ocurrencia metodológica puede lograr más que un descubrimiento aislado. La pregunta «¿Se pueden producir neutrinos de forma deliberada?» suena modesta. Su respuesta abrió un campo de investigación que sigue creciendo hasta hoy.
Términos relacionados
- Leon Lederman — su compañero de lucha
- Jack Steinberger — el tercero del grupo
- T2K y DUNE — los experimentos de haz actuales
- Modelo estándar — las tres familias de neutrinos
Fuentes
- G. Danby, J.-M. Gaillard, K. Goulianos, L. M. Lederman, N. Mistry, M. Schwartz, J. Steinberger: Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos, Physical Review Letters 9, 36 (1962).
- Fundación Nobel: Premio Nobel de Física 1988.