Mi Reino por un Neutrino

Pocas veces la NASA hace una crítica sobre una película de Hollywood, pero hace poco no pudo resistir la tentación de calificar a “2012” como la peor película de “ciencia” ficción del pasado año. Y casi podríamos añadir, de la historia. La película bien podía haberse llamado “El ataque de los Neutrinos” o “Los Neutrinos invasores del espacio exterior” ya que son ellos, los Neutrinos, los que casi acaban con la vida en la Tierra. Pero, ¿Puede un Neutrino mover las placas tectónicas terrestres?

La respuesta es que no. Un Neutrino es una partícula subatómica sin carga, tan pequeña, que su tamaño es unas 10.000 veces más pequeño que el de un electrón. Tanto es así, que es capaz de atravesar la Tierra limpiamente, sin que apenas un puñado de los miles de millones de Neutrinos que la bombardean, llegue siquiera a rozarla, lo cual hace muy difícil que puedan mover nada y menos las placas tectónicas. Para que nos hagamos una idea, si pusiéramos una barra de acero macizo de un metro de espesor desde aquí hasta Plutón, un Neutrino podría atravesarla y salir por el otro extremo, sin llegar a interactuar con ninguna otra partícula de las que la componen.

¿Y de dónde salen los Neutrinos?

La mayor fuente de Neutrinos de la Tierra proviene del Sol, de las reacciones termonucleares de su núcleo. Y como los Neutrinos no interaccionan fácilmente con la materia, escapan libremente del núcleo solar atravesándolo todo, las capas externas del Sol, la Tierra, a nosotros y cuanto nos rodea. De hecho, un ser humano es atravesado por miles de millones de estas diminutas partículas por segundo sin que se entere. Convivimos con ellos de forma natural.

Otras fuentes de Neutrinos provienen de las supernovas, de hecho en las de tipo II, son los Neutrinos los responsables de que la estrella expulse buena parte de su masa al espacio. Así que la emisión de energía de una supernova en forma de Neutrinos, es enorme.

También se cree que existe un fondo de Neutrinos de baja energía en la radiación de fondo cósmico, muy parecida a la radiación de microondas proveniente del Big Bang. Hasta hace poco se pensaba que los Neutrinos no tenían masa, pero desde que se descubrió que sí la tienen, aunque ínfima, se empezó a sospechar que fueran los posibles responsables de la Materia Oscura.

Pero existe un inconveniente, su masa es tan pequeña que los Neutrinos se mueven a velocidades cercanas a la luz, lo que los convierte en “Materia Oscura Caliente”. Al encontrarse en rápido movimiento, los Neutrinos habrían tendido a expandirse uniformemente en el Universo, antes que la expansión cosmológica los enfriara lo suficiente como para concentrarse en cúmulos. Esto causaría que la parte de Materia Oscura hecha de Neutrinos se expandiera, siendo incapaz de formar las grandes estructuras galácticas que vemos.

Además, estas mismas galaxias y grupos de galaxias parecen estar rodeadas de Materia Oscura que no es lo suficientemente rápida para escapar de ellas. Presumiblemente, esta materia proveyó el núcleo gravitacional para la formación de las galaxias. Esto implica que los Neutrinos constituyen sólo una pequeña parte de la cantidad total de Materia Oscura.

Y por último tenemos otras fuentes de Neutrinos en la propia Tierra que proviene de las centrales nucleares y los colisionadores de partículas, pero es tremendamente pequeña en comparación con las anteriores.

¿Y cómo podemos detectar estas partículas tan livianas y veloces?

Pues tenemos que hacerlo bajo tierra. En la superficie terrestre abundan todo tipo de partículas y los Neutrinos pasan totalmente desapercibidos entre esa vorágine, pero las pocas partículas que consiguen atravesar la corteza terrestre, son los Neutrinos. Así que la corteza terrestre hace de cedazo o criba, y los Neutrinos quedan separados del resto de partículas penetrando en ella. Cuanto más profundo busquemos, más posibilidades tenemos de toparnos con un Neutrino despistado. De hecho, el primer intento de detector de Neutrinos se llevó a cabo en una mina de oro de Dakota del Sur a mucha profundidad. En 1967 Raymond Davis observó que el cloro-37 era capaz de absorber un neutrino para convertirse en argón-37, pero los resultados no fueron los esperados.

El siguiente paso fue crear una nueva línea de detectores que se basaban en la colisión de neutrinos con electrones contenidos en un medio acuoso. Estos detectores se basan en el hecho de que el neutrino al impactar contra un electrón le transmite parte de su momento confiriéndole a éste una cierta velocidad, en ese mismo medio acuoso. Es en ese momento cuando se produce una emisión de luz característica, conocida como radiación de Cherenkov, que es captada por los fotomultiplicadores que recubren las paredes del recipiente.

En vez de agua convencional se usa agua pesada porque ésta tiene más probabilidades de capturar neutrinos. Éste es el caso del más famoso detector de neutrinos. El Super-Kamiokande, que recibe su nombre de la mina japonesa de Kamioka. Lo primero que se hizo con este enorme recipiente, de 40 metros de diámetro por 40 de altura dotado de unos 11.000 tubos fotomultiplicadores, fue detectar los Neutrinos procedentes de la supernova 1987A.

Su mayor éxito ha sido la reciente medición de la masa del Neutrino. Fue con el experimento de la supernova con el que el laboratorio se hizo más famoso al poder determinar que la masa del Neutrino no era nula llegando a calcular su valor a partir de la medición del retraso con que llegaron los Neutrinos procedentes de la explosión. Si estos hubiesen carecido de masa hubiesen llegado al mismo tiempo que los fotones (la luz de la supernova).

Así pues, ¿Cómo podría una partícula que lo atraviesa todo limpiamente, tan pequeña y escurridiza que es prácticamente imposible de detectar, destruir la vida en la Tierra? Es todo un misterio que solo los guionistas hollywoodienses pueden desvelar. Esperemos que la próxima película de catástrofes terrestres que tanto están de moda, tenga mejores argumentos que efectos especiales.