La física moderna enfrenta uno de sus mayores desafíos: comprender a los neutrinos, también conocidos como partículas fantasma. Estas diminutas entidades subatómicas son tan escurridizas que atraviesan la materia sin dejar rastro, pero también tan abundantes que miles de millones pasan cada segundo a través de nuestros cuerpos. Para desvelar sus secretos, China ha construido un observatorio futurista subterráneo equipado con una gigantesca esfera de líquido que podría cambiar nuestra visión del universo.

Qué son los neutrinos y por qué son un enigma

Los neutrinos son partículas sin carga eléctrica y con una masa tan pequeña que durante décadas se creyó imposible detectarlas. No interactúan con las fuerzas electromagnéticas y pueden atravesar planetas enteros sin chocar con nada.

Estas partículas fueron predichas en 1930 por el físico austríaco Wolfgang Pauli, quien las describió como una “partícula indetectable”. Incluso apostó una caja de champán a que nadie podría atraparlas. Sin embargo, un cuarto de siglo después, se demostró lo contrario: los neutrinos podían registrarse gracias a técnicas de detección muy precisas.

Hoy se sabe que existen tres tipos de neutrinos: electrón, muón y tau. Lo más sorprendente es que estas partículas pueden oscilar o transformarse entre sí, un fenómeno que desafía las bases de la física tradicional y que podría explicar por qué el universo está compuesto principalmente de materia y no de antimateria.

El observatorio subterráneo de China

Para estudiar a fondo a los neutrinos, se ha construido en China una instalación monumental: una esfera subterránea de centelleador líquido con capacidad para 20 mil toneladas. Está ubicada en las colinas del país y diseñada para detectar las interacciones mínimas de los neutrinos con los protones.

La estructura esférica está revestida con acrílico y rodeada por un cilindro protector lleno de 45 mil toneladas de agua pura. Dos centrales nucleares cercanas generan el flujo constante de neutrinos que atraviesan la instalación. Cuando una de estas partículas choca con los protones del líquido, se produce un destello minúsculo, un fenómeno que ocurre unas 50 veces al día.

Estos destellos son registrados y analizados en tiempo real por un equipo internacional de más de 700 físicos de todo el mundo, liderados por Wang Yifang, de la Academia China de Ciencias.

Qué buscan los científicos con esta máquina

El objetivo principal del proyecto es determinar la jerarquía de la masa de los neutrinos, es decir, cuál de sus tres tipos es el más pesado y cómo se relacionan entre sí. Con esa información, los físicos podrán afinar el modelo estándar de partículas y avanzar en el entendimiento de fenómenos cósmicos de gran escala.

Según Wang Yifang, se necesitarán alrededor de seis años de observaciones para acumular unos 100 mil destellos, suficientes para obtener datos estadísticamente sólidos. Con ello, los neutrinos podrían revelar pistas sobre el origen del universo, la energía de las estrellas y la asimetría entre materia y antimateria.

Neutrinos: testigos del universo

Los neutrinos se producen en procesos extremos como las fusiones nucleares en las estrellas o las explosiones de supernovas. Son, en cierto sentido, mensajeros cósmicos que transportan información desde los rincones más remotos y antiguos del universo.

Comprender cómo se comportan y por qué existen en tal abundancia podría aclarar algunos de los misterios más grandes de la ciencia, como el origen de la materia o la evolución de las galaxias. Actualmente, se estima que 100 billones de neutrinos atraviesan cada segundo el cuerpo humano, lo que da una idea de su omnipresencia y relevancia.

Una apuesta que cambió la historia de la física

La historia de los neutrinos está marcada por la duda y la persistencia científica. Cuando Pauli propuso su existencia, lo hizo casi con resignación, pensando que nunca podrían ser detectados. Sin embargo, décadas después, la ciencia demostró que incluso lo más intangible puede medirse.

Hoy, la apuesta perdida de Pauli se recuerda como un hito que impulsó a generaciones de físicos a desafiar lo imposible. Y ahora, con el observatorio subterráneo en China, ese esfuerzo ha alcanzado una escala nunca antes vista.

El futuro de la física de partículas

Si los científicos logran descifrar la jerarquía de la masa de los neutrinos, no solo se enriquecerá la física de partículas, sino también la cosmología. Podría ofrecer explicaciones a fenómenos como el origen de la energía oscura o la asimetría entre materia y antimateria, cuestiones fundamentales para entender por qué el universo es tal como lo conocemos.

La llamada máquina de partículas fantasma se ha convertido en una esperanza global para la ciencia. Su éxito podría marcar un antes y un después en nuestra comprensión del cosmos y demostrar que incluso las partículas más esquivas tienen mucho que decir sobre nuestro pasado, presente y futuro.