Le Japonais Takaaki Kajita et le Canadien Arthur B. McDonald ont été récompensés du prix Nobel de physique ce matin pour leur contribution aux expériences qui démontrent la capacité des neutrinos à changer d’identité. Claude en parle avec le Dr. Alain Bellerive, professeur au département de physique à la Carleton University. Il a travaillé au Sudbury Neutrino Observatory une dizaine d’années et il connaît M. McDonald.

Prix Nobel de physique au Canadien Arthur B. McDonald

Arthur McDonald, pionero en la investigación sobre neutrinos, Nobel de Física

El canadiense Arthur B. McDonald obtuvo el martes el premio Nobel de Física, junto al japonés Takaaki Kajita  por sus trabajos sobre los neutrinos, unas partículas elementales.

Ambos fueron premiados «por el descubrimiento de las oscilaciones de los neutrinos, que demuestra que éstos tienen masa», aseguró la Real Academia sueca de las Ciencias. Esto permite comprender el funcionamiento interno de la materia y conocer así mejor el universo, explicó el jurado sueco.

McDonald y Kajita resolvieron «un puzzle al que los físicos se enfrentaron durante décadas», indicó el secretario general de la Academia, Goran Hansson. «El premio de este año trata de la transformación del estado de unos de los habitantes más numerosos del universo”.

Escuche

Los neutrinos han sido las partículas más misteriosas del universo. Cada segundo, billones de ellos atraviesan nuestro cuerpo, nuestras casas y el resto del planeta sin dejar rastro alguno, lo que les ha valido el apodo de fantasmas. Parte de ellos se crean en la atmósfera terrestre cuando incide en ella la radiación cósmica y otros son producidos en reacciones nucleares dentro del Sol. Los únicos lugares donde son visibles es en descomunales detectores instalados debajo de montañas, en viejas minas y otros lugares naturalmente protegidos contra cualquier tipo de interferencia por parte de otras partículas más pesadas. Los neutrinos son tan rápidos y ligeros que se pensaba que no tenían masa. Hasta los descubrimientos de McDonald y Kajita, se calculaba que gran parte de ellos desaparecen sin explicación posible.

McDonald trabajó a más de dos kilómetros bajo tierra, en una vieja mina de níquel de Ontario reconvertida en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury. Gracias a esta instalación comprobó que los neutrinos que se producen en el Sol no estaban desapareciendo en su camino hacia la Tierra, sino que al llegar a ella simplemente habían oscilado, cambiando así de identidad.

El laboratorio donde el Nobel de física hizo su investigación

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SNOLAB es un laboratorio de física ubicado a dos kilómetros bajo tierra cerca de Sudbury, Ontario. © (SNOLAB)

Desde hace casi 25 años, los científicos de todo el mundo convergen en Sudbury para estudiar algunos de los mayores secretos del universo en un laboratorio único en Canadá. Aquí es donde Arthur B. McDonald, Premio Nobel de Física en 2015, llevó a cabo su investigación sobre los neutrinos. Visite un centro de avanzada en el mundo de la investigación de lo infinitamente pequeño.

Por su parte Kajita observó la oscilación de los neutrinos gracias al Super-kamiokande, una piscina con decenas de miles de toneladas de agua construida a un kilómetro bajo tierra en Japón. En algunas ocasiones, cuando un neutrino atraviesa el agua, interactúa con los electrones de este líquido lanzando un destello de luz que permite cazar y estudiar una instantánea de estas esquivas partículas. Kajita se centró en los neutrinos que llegan desde la atmósfera y observó que estas oscilan entre dos estados o identidades diferentes.

Estos detectores de neutrinos construidos en la década de 1990 en la parte inferior de las minas, de níquel en Canadá, de zinc en Japón, son de hecho piscinas gigantescas. La del Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO) en Canadá contiene 1.000 toneladas de agua pesada, mientras que la de Super-Kamiokande (SK), 50 000 toneladas de agua normal. Entre los miles de millones de neutrinos que se sumergen en estos embalses, sucede que algunos golpeen a un determinado átomo de agua y emitiendo luz, sean vistos por miles de ojos que recubren la pared de estas piscinas.

Le Japonais Takaaki Kajita et le Canadien Arthur B. McDonald ont été récompensés du prix Nobel de physique, mardi 6 octobre, pour leurs travaux sur les neutrinos, des particules élémentaires. JONATHAN NACKSTRAND / AFP
El japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur B. McDonald premio Nobel de física, © ONATHAN NACKSTRAND / AFP

Los experimentos de los dos hombres, que trabajaron por separado, mostraron que los neutrinos, una de las partículas más abundantes en el universo, tienen la costumbre de modificar su ‘identidad’, cambiando de un tipo a otro.

Estos cambios podrían explicar algunos de los misterios del universo, incluyendo por qué está hecho de más materia que de antimateria.

Los descubrimientos de ambos físicos explican que estas partículas no desaparecen, sino que oscilan entre tres formas o identidades diferentes a las que los físicos llaman sabores, un fenómeno basado en la mecánica cuántica.

«El descubrimiento cambió nuestra comprensión sobre el funcionamiento más recóndito de la materia y podría ser crucial para nuestra visión del universo», señaló la Academia.

Los neutrinos son partículas subatómicas sin carga cuya masa es muy reducida. «Durante 50 años pensábamos que no tenían masa», dijo la jurado Olga Botner.

El momento “Eureka”

«Sí, sin duda hubo un momento Eureka en este experimento cuando fuimos capaces de ver que los neutrinos parecían cambiar de un tipo a otro viajando desde el Sol a la Tierra», McDonald dijo a la prensa por teléfono desde su casa en Kingston.

Arthur B. McDonald chez lui à Kingston
Arthur B. McDonald en su casa en Kingston © Frédéric Pepin

Si usted no sabe si los neutrinos tienen masa, es difícil entender cómo incorporarlos en las teorías fundamentales de la física fundamental, por lo que encontrar que tienen masa ayuda en ese sentido, dijo McDonald.

También dijo que los científicos todavía quieren saber lo que es realmente la masa del neutrino, y si hay otros tipos más allá de los tres que actualmente se conocen.

En entrevista a CBC/Radio Canadá McDonald dijo que ser nombrado ganador es una «experiencia muy abrumadora.»

«Afortunadamente, tengo muchos colegas que comparten este premio conmigo», agregó.

McDonald se retiró de la enseñanza, pero todavía está involucrado en la investigación.

«De hecho, estamos a punto de iniciar un experimento para tratar de observar las llamadas partículas de materia oscura. Vamos a tener una sensibilidad diez veces mejor que la que han tenido otros experimentos hasta ahora… y que nos puede conducir a otro momento “Eureka”, esperamos «, dijo en una entrevista con Heather Hiscox de CBC.

Nacido en Sydney, Nueva Escocia, en 1943, McDonald obtuvo títulos de Bachelor y Master de la Universidad Dalhousie. Obtuvo su doctorado en física en el Instituto de Tecnología de California en 1969.

Trabajó para Energía Atómica de Canadá desde finales de 1960 hasta 1982, cuando se trasladó a la Universidad de Princeton durante siete años.

Ha estado en la Universidad Queen, en Kingston, Ontario, desde 1989 donde es profesor emérito.

Arthur B. McDonald es también director del Observatorio de Neutrinos de Sudbury desde 1989.

Tomado de CBC/Radio Canadá, Comité Nobel.

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