Los neutrinos son como camaleones fantasmales
A veces se habla de los neutrinos como los fantasmas de la física, porque interactúan muy poco con la materia y atraviesan planetas enteros con facilidad. Pero también son camaleones cuánticos, capaces de cambiar sus identidades de la misma manera que un Chevrolet puede transformarse en un Ford, luego en un Chrysler, y después volver a ser el automóvil original. El neutrino electrónico, el neutrino muónico y el neutrino tau son las tres formas únicas de los neutrinos.
Este truco subatómico, conocido como oscilación de neutrinos, es único en la naturaleza. Se ha detectado en diversos contextos, como los neutrinos producidos por los reactores nucleares, los haces de partículas de alta energía y las colisiones de rayos cósmicos con la atmósfera terrestre.
Un neutrino en la pomada
La teoría predominante de la física de partículas, conocida como Modelo Estándar, da cabida a la oscilación de los neutrinos y especifica un conjunto de parámetros universales que rigen la velocidad a la que los diferentes tipos de neutrinos pueden transitar entre sí. Los valores correctos de los parámetros pueden determinarse mediante experimentos con neutrinos. Suponiendo que la teoría sea exacta y los experimentos sean precisos, todos los experimentos deberían arrojar los mismos valores para estos parámetros, suponiendo que la teoría sea correcta y los experimentos sean precisos. De hecho, este fue el resultado de varias pruebas.
Sin embargo, en la década de 1990, el Experimento de Neutrinos con Centelleadores Líquidos (LSND) del Laboratorio Nacional de Los Álamos descubrió una mosca en la sopa. El Detector de Neutrinos a Gran Escala (LSND) utilizó un haz de neutrinos de muones para buscar casos en los que se hubieran convertido en neutrinos de electrones. Los científicos detectaron neutrinos de electrones, como se había previsto, pero a un ritmo difícil de conciliar con la teoría aceptada.
Curiosamente, podrían reconciliar su observación con todas las mediciones anteriores si existe un cuarto tipo de neutrino que aún no se ha detectado. Esta forma de neutrino sería distinta de todas las demás. Los neutrinos conocidos interactúan a través de la interacción nuclear débil, pero la cuarta forma no lo haría. Debido a esta falta de contacto, los científicos han acuñado el término „neutrinos estériles“ para esta supuesta cuarta forma de neutrino. La mayoría de las investigaciones parecen descartar la presencia de un cuarto neutrino, pero un puñado de ellas apoyan la noción. Sin embargo, el LSND siempre fue el elefante en la habitación.
Confusión en la frontera de la investigación sobre los neutrinos
¿La solución? Dos opciones. En primer lugar, el resultado de LSND era erróneo. Esto no indica la incompetencia de los experimentadores. A veces las cosas se descuidan o se modelan mal. La ciencia de frontera es difícil. Eso es un eufemismo. Si las predicciones y los experimentos entran en conflicto porque la teoría actual es inadecuada, los científicos deben construir una nueva teoría. Los neutrinos estériles son sólo la opción más popular.
Para determinar si el resultado de LSND es la primera señal de una física novedosa o una casualidad desafortunada, hay que repetir el experimento para ver si el segundo experimento confirma LSND. Con este objetivo, se planificó y realizó el experimento MiniBooNE en el Fermilab de Illinois. MiniBooNE, al igual que LSND, utilizó un haz de neutrinos de muones en busca de un exceso inexplicable de neutrinos de electrones. Además, MiniBooNE era un experimento más reciente y avanzado con capacidades mejoradas. MiniBooNE habría corroborado la observación de LSND si fuera precisa. Sin embargo, ese no fue el caso. MiniBooNE no experimentó el mismo exceso que LSND.
Normalmente, este sería el final del cuento, con la medición de LSND descartada como una estimación preliminar que resultó ser inexacta. Este resultado tranquilizador indicaría que el marco teórico existente es suficiente, y los científicos podrían estar satisfechos con su comprensión de las interacciones de los neutrinos. En cambio, la historia del estudio de los neutrinos está repleta de sorpresas y misterios.
Mientras que MiniBooNE refutó el hallazgo de LSND, el nuevo experimento identificó una anomalía clara. Gracias a las mayores capacidades de MiniBooNE, pudieron buscar neutrinos con métodos adicionales a los de LSND. La búsqueda de MiniBooNE encontró más neutrinos de electrones en un rango de energía no examinado por LSND de lo que podría explicar la teoría actual. Y, al igual que la anomalía de LSND que la precedió, la nueva anomalía de MiniBooNE puede explicarse por la presencia de neutrinos estériles (o posiblemente más de uno). Aunque es distinta del neutrino estéril postulado para explicar la anomalía LSND, no deja de ser estéril.
Dado que las anomalías son a veces el primer indicio de un descubrimiento, los científicos no podían darse por vencidos. Era necesario realizar un tercer experimento que, con suerte, confirmara claramente si la hipótesis existente, con sus tres tipos de neutrinos conocidos, es adecuada o no.
En consecuencia, se desarrolló el experimento MicroBooNE. Este experimento emplea una tecnología de detección mucho más avanzada y debería aportar pruebas concluyentes sobre el fenómeno MiniBooNE. Además, quedaba un último fallo en la comparación entre LSND y MiniBooNE: empleaban haces de neutrinos distintos. Tal vez hubo pequeñas variaciones entre los haces que se pasaron por alto. Sin embargo, al comparar las medidas de MicroBooNE y MiniBooNE no habría nada de esto. Ambas pruebas utilizaron la misma línea de haces, facilitando las comparaciones entre ambas. MicroBooNE debería ser la prueba definitiva de MiniBooNE.
Un asunto sin solución
¿Cómo termina todo? MicroBooNE es incapaz de detectar el mismo exceso que MiniBooNE. Sin embargo, el informe de MicroBooNE no establece que MiniBooNE fuera incorrecto; sólo afirma que la rareza de MiniBooNE sigue sin explicación. Esto no es inesperado, ya que muchos de los mismos científicos realizan ambos experimentos.
A día de hoy, la situación es ciertamente desagradable, pero esto es habitual en los estudios científicos de vanguardia, donde cuanto más desconcertante es el asunto, más intrigante resulta para los investigadores. Los neutrinos son siempre desconcertantes. Existe la posibilidad de que la anomalía de MiniBooNE no se deba a neutrinos estériles, sino a otros tipos concebibles de nueva física, como la materia oscura. Para resolver el enigma se necesitan mediciones mejores y más precisas, que se están realizando ahora en el Fermilab.
Debido a la importancia de los neutrinos, es muy crucial desentrañar todos los misterios que se esconden detrás de ellos y desvelar su verdadero e ilimitado potencial. Hoy en día, necesitamos los neutrinos más que nunca. Desde el hallazgo en 2015 que confirmó que los neutrinos tienen de hecho masa, científicos de todo el mundo han invertido mucho tiempo y energía en ellos. Científicos como los del Neutrino Energy Group, que han trabajado duro para mejorar su tecnología neutrinovoltaica, cuyo objetivo del alma durante los últimos años ha sido aprovechar el poder de los neutrinos y otras radiaciones no visibles con el fin de generar energía, y al hacerlo, ayudar a la energía que ahora producen los parques eólicos, las matrices solares y otros proyectos de energía sostenible.
El uso de la tecnología neutrinovoltaica es similar al de la fotovoltaica en muchos aspectos. En lugar de recoger los neutrinos y otros tipos de radiación no visible, se absorbe una parte de su energía cinética y se transforma posteriormente en electricidad.
Las posibilidades de la energía de los neutrinos son ilimitadas; la tecnología neutrinovoltaica no tiene los mismos obstáculos que otras fuentes de energía renovable en términos de eficiencia y fiabilidad. Por ejemplo, los neutrinos pueden fluir a través de casi cualquier material conocido, lo que implica que las células neutrinovoltaicas no necesitan la luz solar para funcionar. Son lo suficientemente adaptables como para ser utilizadas tanto en interiores como en exteriores, así como bajo el agua. Debido a la facilidad con la que las células neutrinovoltaicas pueden aislarse sin dejar de producir energía, esta tecnología no se ve afectada por la nieve y otros tipos de clima adverso, lo que le permite crear energía las 24 horas del día, todos los días del año, independientemente del lugar del planeta en el que se encuentre.
Sin embargo, el sector energético no es el único que se beneficia del potencial ilimitado de los neutrinos; el negocio de la electromovilidad también se beneficia mucho de ellos. Mientras que el grueso de los usuarios de vehículos eléctricos sigue obteniendo la energía de una toma de corriente, el Car Pi la obtiene del medio ambiente.
El extraordinario vehículo conocido como CAR PI existe gracias a la colaboración internacional entre la respetada institución C-MET de Pune (India) y el Neutrino Energy Group de Berlín (Alemania). Este coche, único en su género, genera su propia energía utilizando neutrinos y otras radiaciones no visibles, lo que lo convierte en el primer automóvil del mundo que no necesita recargarse en una estación de carga estándar, sino que extrae lo que necesita para circular eternamente, ya sea conduciendo o simplemente sentado sin moverse. Dependiendo de la situación, el simple hecho de dejar el coche en el exterior durante una hora puede proporcionarle hasta 100 kilómetros de autonomía.
Gracias al Neutrino Energy Group y a su increíble Tecnología Neutrinovoltaica, una fuente de energía única que alterará la forma de pensar en las energías renovables en los próximos años, la humanidad tiene por fin una solución fiable y largamente esperada para el problema energético actual. Como consecuencia de sus esfuerzos, se producirán más avances importantes, y quizá otros sigan sus pasos, y vivamos en un mundo mejor y más respetuoso con el medio ambiente en los próximos años.
