04/Abr/06

Revista Axxón Axxón en facebook Lectores de Axxón en facebook

La materia oscura, ¿origen de la luz estelar?

La materia oscura, que forma el 90% de todo el Universo, podría ser también el origen de la luz estelar si como sostiene un equipo de astrofísicos ésta estuviera compuesta de unas partículas elementales llamadas neutrinos estériles.

(Terra, EFE) - Según un trabajo que publican en la revista Physical Review Letters, Peter Biermann, del Instituto Max Planck (Alemania), y Alexander Ksusenko, de la Universidad de California, los neutrinos estériles de la materia negra habrían provocado que se reionizase el Universo lo suficiente como para iluminar las estrellas entre 20 y 100 millones de años después del Big Bang.

Los neutrinos son partículas que juegan un papel fundamental en la física de partículas por su capacidad de transformarse en tres familias distintas que interactúan entre sí, los neutrinos electrónicos, los muónicos y los tauónicos.

El descubrimiento de la masa del neutrino en los experimentos de oscilación realizados por el observatorio japonés de Kamioka a finales del siglo XX apuntaba a la existencia de un cuarto tipo de neutrinos, los estériles, que aunque no participan directamente en las interacciones se pueden mezclar previamente con las partículas de cada una de las familias.

Según estos científicos, si uno de estos neutrinos estériles tuviese una masa de unos pocos kiloelectrones voltios —equivalente a la masa de una millonésima parte de un átomo de hidrógeno— explicaría la existencia de la materia negra como elemento reionizador del universo.

Los neutrinos, finalmente, tienen masa...

Los físicos han confirmado que los neutrinos, que se pensaba que habían jugado un papel principal durante la creación del Universo, tienen masa. Este es el primer gran descubrimiento del experimento situado en Estados Unidos MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search: Buscador de Oscilaciones de Neutrinos con Inyector Principal).

Los hallazgos sugieren que el Modelo Estándar, el cual describe cómo se comportan e interactúan los elementos básicos del Universo, necesita una revisión.

Se piensa que los neutrinos son vitales en nuestra comprensión del Universo. Pero la frustración está en que los científicos tienen un conocimiento limitado sobre estas partículas fundamentales. Estos últimos descubrimientos se agregaron al trabajo llevado a cabo por físicos japoneses.

Distintos "sabores"

Los neutrinos a veces son descritos como "partículas fantasma" dado que pueden pasar a través del espacio, la atmósfera de la Tierra y la Tierra misma sin casi ninguna interacción con la materia normal, lo que los hace muy difíciles de estudiar.

Existen tres clases —o sabores— de neutrinos: muónicos, tau y electrónicos.

Para examinar sus propiedades, los científicos crearon los neutrinos muónicos en un acelerador de partículas en el Laboratorio Acelerador Nacional Fermi (Fermilab) en Illinois, Estados Unidos.

Un rayo de alta intensidad de estas partículas se disparó a través de un detector de partículas en el Fermilab, y además a otro detector de partículas a 724 km de distancia en una mina abandonada en Soudan, Estados Unidos.

Dado que interactúan tan extrañamente con la materia, podemos dispararlos rectos a través de la Tierra, y la mayoría viajarán sin que les suceda nada", explicó la Dr Lisa Falk Harris, una física particular de la Universidad de Sussex, y miembro del equipo Minos.

Llegaron menos neutrinos de los esperados al detector de Soudan. "Por supuesto, la mayoría de ellos viajarán por nuestros detectores también, pero uno entre esta multitud interactuará; aproximadamente uno por día".

La configuración de los científicos estableció que se estaban detectando menos partículas en el sitio de Soudan de los que se habían enviado. Habían "desaparecido" efectivamente.

"Lo que han hecho es convertirse en otro tipo de neutrino", cuenta el Dr Falk Harris al sitio web de noticias de la BBC.

Los físicos llaman a este proceso de transformación de un tipo de neutrino en otro sabor oscilación. Y para ser capaces de realizar esta transformación, La Teoría de Física de Partículas afirma que las partículas necesitan masa.

"El hecho de que veamos que "desaparecen" y que hagan esta pequeña transmutación, significa que deben tener masa", dijo el Dr Falk Harris.

El misterio de la "masa perdida"

Estos son los primeros resultados del experimento Minos, el cual ha involucrado a científicos de 32 instituciones y seis países.

Esto confirma las observaciones iniciales de "desapariciones" de neutrinos encontradas en 2002 por el experimento japonés K2K, donde los científicos disparaban neutrinos muónicos a un detector situado a 240 kilómetros de distancia.

La corroboración de que los neutrinos tienen masa tiene unas profundas implicaciones para la física de partículas.

"En la física de partículas está el Modelo Estándar que describe cómo se comportan e interactúan unos con otros los elementos básicos de la materia", explicó el Dr Falk Harris.

"Y este modelo nos dice que los neutrinos no deberían tener masa. Por tanto el hecho de que ahora tengamos medidas independientes de neutrinos diciendo que deben tener masa, significa que este Modelo Estándar va a tener que ser revisado o sustituido por algún otro".

A largo plazo, los descubrimientos deberían ayudarnos a comprender mejor el misterio de la "masa perdida" en el Universo.

"Distintas observaciones demuestran que parece haber muchas más masa en el Universo de la que es visible", dijo la Profesora Jenny Thomas,un físico de partículas del Colegio Universitario de Londres, y miembro del equipo Minos.

"Estamos rodeados de neutrinos, por tanto en cada centímetro cúbico hay cientos en cada instante.

"Para decirlo simplemente, si son pesados, significa que hay mucha más masa en el Universo de la que pensábamos que había".

También se piensa que los neutrinos han jugado un importante papel en la formación del Universo. Los hallazgos del Minos y otros futuros pueden ayudar a esclarecer cómo se formó la materia, y por qué ha desaparecido tanta cantidad de antimateria del Universo.

Aportado por Andrés Fillone