y se clasifican, así como estudiamos
sus interacciones y propiedades en un
modelo teórico conocido como el
modelo estándar. Dentro de esta
teoría, las partículas se clasifican en
familias, de hecho en tres familias de
dos clases, leptones y quarks (no
entraré a discutir los bosones que son
otra historia).
En el modelo estándar clasificamos las
partículas según las interacciones
(fuerzas) que pueden sufrir. En dicho
modelo únicamente contemplamos:
• La interacción electromagnética: que
la sienten partículas con carga
electrica.
• La interacción débil: que es la
responsable de la radiación atómica
beta.
• La interacción fuerte: la sienten los
quarks debido a que tienen una carga
especial denominada “color” (que no
es un color real, sólo es un nombre).
Los leptones son partículas que
pueden interactuar
electromagnéticamente y por
interacción débil, pero no por
interacción fuerte. Y dentro de los
leptones tenemos a los neutrinos.
Los neutrinos son unas partículas
asombrosas, no presentan carga
eléctrica, y solo interactúan vía
interacción débil. Además la
probabilidad con la que interactúan
con otras partículas es muy muy
pequeña, por lo tanto no son fáciles
de detectar.
Su existencia se puso de manifiesto
tras el descubrimiento de la radiación
beta. En esta radiación hay un proceso
por el cual un neutron se desintegra
en un protón y un electrón, mediante
esta reacción: neutrón --> protón +
electron
El neutrón con una energía dada por
su masa esencialmente multiplicada
por la velocidad de la luz al cuadrado
(la famosa ecuacion de Einstein) se
desintegra en dos partículas y estas
por tanto siempre deberían de salir
con la misma energía. Sin embargo,
esto no es lo que ocurre, y en las
desintegraciones beta el electrón no
siempre tiene la misma energía. Asi que
para resolver este problema y
salvarguardar el principio de
conservacion de la energia (la energia
ni se crea ni se destruye, solo se
transforma), se propuso que debería
de existir otra partícula en el proceso
que está llevandose parte de la energía
que falta, unas veces más o tras
menos, lo que explicaría el patrón de
energías que vemos en el electrón
procedente de una desintegración
beta.
Wolfgang Pauli, en una famosa carta,
predijo esta partícula, que el creía que
era el neutrón y Enrico Fermi al ver
que interactuaba poco la denomino “il
piccolo neutrino”, que en castellano
viene a significar algo asi como
“neutroncito”.
A pesar de que interactúan poco, la
física del neutrino es bien conocida, de
hecho es la física de la interacción
electrodébil (unificacion de la
interaccion electromagnetica y debil).
Por eso sabemos que hay tres clases
de neutrinos, el electrónico, el
muónico y el tauónico. Es decir, cada
uno de los leptones cargados, el
electrón, el muón y el tauón tienen un
primo sin carga (los neutrinos)
relacionado. A los diferentes tipos de
partículas dentro de una clase (los
leptones por ejemplo) se les llama
“sabor”, al igual que con el “color”,
solo es un nombre, las particulas no
saben a nada ;-)
Sabemos esto además
experimentalmente ya que se pueden
producir las distintas clases a partir de
reacciones muy específicas. La
interacción débil tiene como efecto
cambiar el “sabor” de las partículas. Así
es capaz de cambiar un quark d por un
quark u, emitiendo su electroncito y su
neutrino (de hecho esta es la razón de
que el neutron (udd) se convierta en
proton (uud) en la radiación beta). O
de que un muón de descomponga en
electrón y neutrino.
Así que en principio tenemos una
familia de tres neutrinos, (electrónico,
muónico, tauónico). Estos son posibles
estados del neutrino, pero a esto se le
denomina “base de sabor”, porque
con ellos identificamos el tipo de
neutrino que tenemos.
Experimentalmente tambien se sabe
que los neutrinos oscilan, es decir,
emitien un neutrino electrónico y
dejandolo evolucionar dicho neutrino
puede convertirse en un muónico o un
tauónico.
Esto se puso inicialmente de manifiesto
con lo que se conocía como el
problema de los neutrinos solares. En
el Sol se producen reacciones
(reacciones proton-proton) que dan
lugar a neutrinos que se pueden
calcular teoricamente. Sin embargo,
cuando en los experimentos el numero
de neutrinos solares que nos llegan es
bastante menos de los esperados
¿dónde están los que faltan?. La
respuesta es que se han convertido en
otros tipos de neutrinos.
Pero el problema de las oscilaciones de
neutrinos nos lleva a otro quebradero
de cabeza. Para que dichas
oscilaciones de un sabor a otro
puedan tener lugar, los neutrinos han
de tener masa, que se habia pensado
que esta era nula.
¿Cuanto pesan entonces los
neutrinos?
Aun no se sabe exactamente, porque
con los experimentos de oscilación
únicamente se pueden medir
diferencias de masas y no masas
absolutas. Lo que se sabe es que
tienen masa y que debe de ser muy
pequeña por otros experimentos. No
conocemos la masa pero no andamos
lejos.
De hecho, lo único indispensable es
que al menos una de las masas de los
neutrinos no sea nula. Lo único que
importa es la diferencia entre los
distintos tipos de masas de los
neutrinos, no su valor concreto, así
que es posible que un neutrino tenga
masa nula. Eso lo único que lo decidirá
será el experimento (y esperemos que
algunas teorías arrojen luz sobre la
cuestión).
Extraido de articulo original publicado
en http://www.cuentos-cuanticos.com/
y publicado aqui con permiso creative-
commons.
(Encke)
