Premio Nobel de Física 2015
El 6 de octubre de 2015, la Real Academia Sueca de las Ciencias anunció que el Premio Nobel de Física iba a partes iguales a Takaaki Kajita y a Arthur B. McDonald — «por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, que muestra que los neutrinos poseen masa».
Es una de esas distinciones en las que la motivación misma cuenta ya toda la historia: dos equipos en dos continentes habían mostrado lo mismo con independencia el uno del otro, y lo que mostraron corrigió un libro de texto.
Los dos experimentos
Super-Kamiokande se halla a mil metros de profundidad en una mina de zinc cerca de Hida, en Japón: un tanque con 50 000 toneladas de agua de altísima pureza, revestido con más de 11 000 fotomultiplicadores. Estos registran los débiles destellos de luz que surgen cuando, excepcionalmente, un neutrino sí interacciona con un núcleo atómico. El grupo de Kajita comparó en 1998 los neutrinos que venían de arriba con los que habían atravesado toda la Tierra. Los que venían de lejos faltaban — y exactamente del modo en que lo predice la oscilación.
El Sudbury Neutrino Observatory trabajaba a 2 100 metros bajo tierra en una mina de níquel de Ontario. Su artificio era el llenado: agua pesada, tomada en préstamo de las reservas de los reactores canadienses. Con ella, el equipo de McDonald pudo medir dos cosas a la vez — los neutrinos electrónicos por sí solos y las tres clases juntas. El resultado de 2001 fue inequívoco: los neutrinos electrónicos procedentes del Sol faltaban, el número total concordaba por completo. Los que faltaban no habían desaparecido, se habían transformado.
Por qué el descubrimiento pesó tanto
El modelo estándar de la física de partículas presentaba los neutrinos como carentes de masa. Durante décadas había superado prácticamente todas las predicciones. La oscilación solo es posible, sin embargo, si los neutrinos tienen masa — de modo que el modelo tuvo que ampliarse.
Así, este descubrimiento pertenece a los pocos de las últimas décadas que no han confirmado una predicción, sino que han puesto de manifiesto una laguna. Sigue siendo hoy uno de los indicadores más importantes hacia una física más allá del modelo estándar.
La importancia para la neutrinovoltaica
Para toda tecnología que quiera obtener energía del flujo de neutrinos, 2015 es el año fundacional. Una partícula sin masa se mueve a la velocidad de la luz y no se puede frenar; una partícula con masa porta momento y puede cederlo. Solo por eso la pregunta por una conversión se convierte siquiera en una pregunta física.
El Neutrino® Energy Group presenta por ello el premio de 2015 como el primero de los tres anclajes de su trabajo. Los otros dos son la medición de la dispersión coherente por COHERENT en el año 2017 y la detección de una corriente a partir de vibraciones del grafeno por Thibado en 2020.
Los galardonados
Takaaki Kajita, nacido en 1959 en Higashimatsuyama, era en el momento de la distinción director del Institute for Cosmic Ray Research de la Universidad de Tokio.
Arthur Bruce McDonald, nacido en 1943 en Sydney, Nueva Escocia, era profesor emérito de la Queen's University en Kingston, Ontario, y durante muchos años responsable de la colaboración SNO.
Ambos subrayaron en sus conferencias Nobel el trabajo de las colaboraciones — en Super-Kamiokande y en SNO participaron en cada caso varios centenares de científicas y científicos.
Términos relacionados
- Oscilación de neutrinos — el fenómeno galardonado
- Dispersión elástica coherente neutrino-núcleo — el segundo anclaje, medido en 2017
- Grafeno — el material del tercer anclaje
- Neutrinovoltaica — el enfoque que se apoya en estos tres resultados
Fuentes
- Real Academia Sueca de las Ciencias: comunicado de prensa sobre el Premio Nobel de Física 2015, 6 de octubre de 2015, y Scientific Background: Neutrino Oscillations.
- Y. Fukuda et al. (Super-Kamiokande): Physical Review Letters 81, 1562 (1998).
- Q. R. Ahmad et al. (SNO): Physical Review Letters 89, 011301 (2002).