La relevancia de los neutrinos en la física moderna para entender el universo

"Si uno quiere entender el universo en el que vivimos, entonces es necesario entender los neutrinos". Con esta frase, Mario Andrés Acero Ortega, docente tiempo completo de la Facultad de Física de la Universidad del Atlántico, inauguró el lunes, 5 de agosto, la edición del segundo semestre del Coloquio de Ciencias de Uninorte. 

En su conferencia, desarrollada en el auditorio Marvel Moreno, el profesor abordó uno de los temas más intrigantes de la física moderna: la física de los neutrinos, partículas elementales que apenas interactúan con la materia, explorando su historia, los misterios que aún los rodean y sus aplicaciones tanto teóricas como prácticas.

Acero resaltó cómo los neutrinos, a pesar de ser partículas extremadamente pequeñas y esquivas, han jugado un papel crucial en la comprensión del universo. "Es impactante todo lo que se puede aprender a partir de los neutrinos, desde la formación de estrellas hasta los procesos que ocurren en el corazón de una supernova", comentó. Además, explicó que, aunque los neutrinos no conforman directamente la materia observable, su estudio ha sido fundamental para confirmar y extender el modelo estándar de partículas.

El doctor en Física Fundamental, Aplicada y Astrofísica de la Universidad de Turín, también se adentró en las aplicaciones prácticas de los neutrinos, destacando su papel en áreas como la seguridad nuclear y la exploración geofísica. Por ejemplo, mencionó cómo los neutrinos pueden ser utilizados para monitorear reactores nucleares a distancia, una herramienta vital en la prevención de la proliferación nuclear. Asimismo, habló sobre el uso de neutrinos para explorar el interior de la Tierra, ofreciendo una perspectiva sin precedentes sobre la estructura interna de nuestro planeta.

La conferencia incluyó una revisión histórica, desde la propuesta inicial del físico Wolfgang Pauli considerado uno de los padres fundadores de la mecánica cuántica, sobre la existencia de los neutrinos hasta los experimentos que finalmente confirmaron su presencia en la década de 1950. 

El descubrimiento de los neutrinos se remonta a la década de 1930, cuando Pauli postuló su existencia para resolver un enigma energético en el decaimiento beta. Este proceso, donde un neutrón se descompone en un protón, un electrón y un antineutrino, generaba resultados inesperados que desafiaban la conservación de la energía.

Su propuesta sugería la existencia de una partícula sin carga y de masa extremadamente pequeña, pero él mismo dudaba de que alguna vez pudiera ser detectada. Sin embargo, su propuesta revolucionó la física y, eventualmente, los neutrinos fueron observados en 1956, confirmando la teoría de Pauli y abriendo un nuevo campo de investigación en la física. 

Uno de los puntos destacados de la charla fue la explicación del papel de los neutrinos dentro del Modelo Estándar de la Física de Partículas, la teoría que describe las partículas fundamentales y sus interacciones. Aunque originalmente se pensaba que los neutrinos no tenían masa, experimentos recientes han demostrado lo contrario, lo que ha llevado a revisiones significativas en el modelo. Acero recalcó la relevancia de estos hallazgos, afirmando que “la observación de que los neutrinos tienen masa fue revolucionaria, porque desafió nuestras suposiciones más fundamentales sobre la naturaleza del universo”.

En cuanto a aplicaciones prácticas de la física, el docente explicó cómo estas partículas pueden utilizarse en la seguridad nuclear, para monitorear reactores nucleares y prevenir el uso indebido de materiales radiactivos. También mencionó su potencial en la exploración geofísica, al permitir obtener imágenes del interior de la Tierra mediante la detección de neutrinos generados en reacciones nucleares naturales.

Acero cerró su charla recordando que, aunque hemos avanzado enormemente en el estudio de los neutrinos, aún queda mucho por descubrir. "Probablemente, no hemos sido suficientemente capaces de explorar más a fondo. La física de neutrinos sigue siendo un campo lleno de misterios y oportunidades", concluyó.