Contra todos los pronรณsticos, el legendario acelerador de partรญculas que se localiza en la gran llanura del medio oeste norteamericano ha resucitado. A una hora en automรณvil del centro de Chicago rumbo al este, dรกndole la espalda al lago Michigan, se levanta un imponente edificio de 16 pisos, el รบnico de esa altura en centenares de kilรณmetros a la redonda. Es el Robert Rathbun Wilson Hall, ideado por el genial fรญsico y constructor de aceleradores de partรญculas subatรณmicas del mismo nombre, que se inspirรณ en la catedral gรณtica francesa de Beauvais para albergar a los cazadores de partรญculas.
Grandes ventanales baรฑan de luz un patio interior que une dos torres gemelas, cuya ancha base se estrecha hasta alcanzar su altura mรกxima a poco mรกs de 70 metros. Desde el piso quince puede apreciarse la inmensidad de la planicie. Todas las instalaciones que rodean el edificio estรกn ubicadas siguiendo la espiral de Arquรญmedes.
On Sept. 18, 1980, Wilson Hall was named for director Robert R. Wilson. #Fermilabs50th https://t.co/2TCJi614AE pic.twitter.com/BrIqD7Rap5
— Fermilab (@Fermilab) September 18, 2017
Debajo de la tierra se encuentra el anillo. Ahรญ operรณ hasta 2011 el Tevatrรณn โtambiรฉn un emblema de la arquitectura gรณtica modernaโ, acelerador que colaborรณ en descubrimientos trascendentales de la fรญsica cuรกntica. El รบltimo de estos sucediรณ en 1995, cuando se confirmรณ la existencia del quark top, uno de los seis ladrillos fundamentales de la materia luminosa conocidos hasta ahora.
Sin embargo, su nivel de energรญa a fin de mirar mรกs profundo en las entraรฑas de la materia alcanzรณ un lรญmite, por lo que el Tevatrรณn pasรณ a la historia y el Laboratorio Nacional Enrico Fermi tuvo que ceder el liderazgo en la cacerรญa de partรญculas al CERN de Ginebra, cuando se echรณ a andar el Gran Colisionador de Hadrones, en 2008. Algunos de los sรบper imanes sรบper conductores del anillo en Fermilab fueron reciclados en la caverna del CERN y aรบn estรกn pintados de naranja con su logotipo: la silueta azimutal del Wilson Hall. Fue en el LHC, seis aรฑos mรกs tarde, donde se encontrรณ una partรญcula clave para explicar el mundo como es: el bosรณn de Higgs.
Asรญ que cuando se pensaba que Fermilab habrรญa de languidecer y permanecer como una reserva ecolรณgica, habitada por bรบfalos, arbustos y yerbas silvestres desde hace varias dรฉcadas, la imaginaciรณn de sus investigadores no parรณ y al dรญa siguiente de terminar su aventura en la bรบsqueda del Higgs, diseรฑaron y montaron otros experimentos para convertir este sitio en una fรกbrica de neutrinos.
Impulsados por la necesidad de profundizar en la conexiรณn entre lo infinitamente pequeรฑo y lo inmensamente grande y al amparo de una novedosa disciplina โla astrofรญsica de partรญculasโ se dedicaron a rastrear y cazar nuevas piezas del rompecabezas del universo; entes cada vez mรกs escurridizos e invisibles.
Un grupo de tales piezas son los neutrinos, partรญculas sin carga elรฉctrica, un millรณn de veces mรกs ligeros que los electrones y que pueden alcanzar la velocidad de la luz. Se cuentan entre las mรกs abundantes en el universo. Ya en 1999 cosmรณlogos como Lord Matin J. Rees me aseguraban que esta clase de partรญculas podrรญan ser buenas candidatas para ayudarnos a descubrir la naturaleza de la materia oscura. Hasta ahora no ha sucedido. Pero su estudio genera expectativas al descubrirse que los neutrinos podrรญan contar con un miembro hasta ahora desconocido, lo cual renueva semejante posibilidad.
Cabe aclarar que los neutrinos interactรบan de manera ocasional con otras partรญculas elementales. O con nosotros. De hecho, millones de ellos nos atraviesan a cada instante, como verdaderos fantasmas. Sรณlo entran en contacto con la materia luminosa del universo a travรฉs de la fuerza nuclear dรฉbil y la gravedad. Eso significa que no son desviados por campos electromagnรฉticos, y, por ende, no son โcontaminadosโ, de manera que poseen informaciรณn prรญstina, รบtil acerca de su origen. Por la misma razรณn es muy difรญcil rastrearlos. Aun asรญ, sabemos que son capaces de oscilar, esto es, de cambiar de identidad. Este comportamiento no es igual en todos los casos. De hecho, suelen agruparse en tres familias, cada una con sus propias caracterรญsticas cuรกnticas, de manera que unos neutrinos se asocian al electrรณn; otros, al muรณn (similar al electrรณn) y un tercero, a la partรญcula tau (tambiรฉn parecida al electrรณn).
Hace quince aรฑos se montรณ en Fermilab una trampa, el experimento MiniBooNE. Se trata de un gigantesco tanque esfรฉrico que contiene 800 toneladas de aceite mineral puro, el cual produce leves destellos luminosos cada vez que un neutrino es atrapado. Estas partรญculas se crean a partir de protones que se inyectan en el acelerador y se disparan en contra de un objetivo de berilio. Durante el relampagueante recorrido hacia el tanque detector aparecieron neutrinos muรณnicos que oscilaron y se convirtieron en neutrinos electrรณnicos. A lo largo de este tiempo se acumulรณ un nรบmero suficiente de eventos como para confiar en los resultados. Quince aรฑos es un parpadeo en la investigaciรณn cientรญfica y puede conducirte al error. Hace algunas semanas se dieron a conocer los primeros resultados โmuy confiablesโ.
Para sorpresa de todos, podrรญan sugerir la existencia de un tipo inรฉdito de neutrino, al que llamaron โinerteโ, cuya caracterรญstica es que, si interactรบa, lo hace primero con la gravedad. Los integrantes del experimento anunciaron haber detectado una cantidad muy numerosa de neutrinos electrรณnicos, lo cual difiere de lo predicho por la teorรญa basada en el Modelo Estรกndar de la Materia. Esto podrรญa significar que algunos de estos neutrinos del electrรณn oscilaron para convertirse en los hipotรฉticos neutrinos inertes. El anuncio reciente de dicho descubrimiento refuerza las observaciones realizadas hace algunos aรฑos en un laboratorio similar, situado en El รlamo, Nuevo Mรฉxico, si bien otros experimentos no han visto nada. Tal es el caso de IceCube, en las profundidades del Polo sur, y MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), tambiรฉn operando bajo las llanuras de Illinois.
Si se confirma la existencia de tales neutrinos, el hecho de que su interacciรณn primordial se lleve a cabo con la menos conocida de las cuatro fuerzas fundamentales, la gravedad, podrรญa abrir alternativas y permitir un primer contacto con la materia oscura. O, al menos, servirรก para conocer mejor la fauna de partรญculas exรณticas que puebla el universo.
escritor y divulgador cientรญfico. Su libro mรกs reciente es Nuevas ventanas al cosmos (loqueleo, 2020).
