La hipótesis de la constitución del núcleo por protones y neutrones no está en contradicción con el fenómeno de la radioactividad. Toda vez que hay razones por las cuales el electrón no puede existir dentro del núcleo, debe deducirse que en la radioactividad beta, el electrón se crea en el acto de su emisión, la cual se considera como el resultado de la transformación de un neutrón en un protón, con producción de un electrón y una nueva partícula denominada neutrino.
Los neutrinos son partículas subatómicas mejor conocidas por sus características negativas, no tienen carga, no interactúan fácilmente con la materia, y ha sido tan difícil detectar su masa, que la creencia dominante en el mundo científico fué que no poseían ninguna. Pero la pregunta obligada es ¿donde nacen?
Para responder a esta interrogante nos remontaremos al origen o nacimiento de las estrellas. Se considera que una estrella nace en el momento en que su temperatura central llega a 10 millones de grados, desencadenando reacciones nucleares que transforman el hidrógeno en helio. Las estrellas, nuestro Sol entre ellas, son gigantescas plantas termonucleares de fusión autorreguladas por su propia gravedad; el combustible es el hidrógeno y su fusión en helio le permite a la estrella vivir mucho tiempo, el cual dependerá de la cantidad de combustible (la masa) y la velocidad a la cual lo gasta (la luminosidad); hay muy buenas razones para afirmar que las estrellas se forman por contracción gravitacional de nubes interestelares, que contiene gas y polvo, y que por un estímulo externo pueden condensarse en estrellas.
La conversión del hidrógeno en helio en el centro de una estrella, no solo explica su brillo con fotones de luz visible, también produce un resplandor de un tipo misterioso y fantasmal, la estrella brilla débilmente con neutrinos que, como los fotones, no pesan nada y se desplazan a la velocidad de la luz. Pero los neutrinos no son fotones, no son un tipo de luz. Los neutrinos tienen el mismo momento angular intrínseco, o espín, que los protones, los electrones y los neutrones; en cambio los fotones tienen el doble de espín. La materia es transparente para los neutrinos, que atraviesan casi sin esfuerzo tanto la Tierra como el Sol. Sólo una diminuta fracción de ellos queda detenida por la materia interpuesta. Si levantamos nuestro ojos hacia el Sol, durante un segundo pasan por ellos mil millones de neutrinos; no quedan detenidos en la retina, como les sucede a los fotones normales, sino que continúan y atraviesan la cabeza.
Si nuestro conocimiento del interior del Sol es tan completo como imaginamos, y si además entendemos la física nuclear que origina los neutrinos, deberíamos poder calcular con bastante precisión los neutrinos que debería recibir un área dada en una unidad de tiempo, por ejemplo, un segundo.
La confirmación experimental del cálculo es mucho más difícil. Los neutrinos pasan directamente a través de la Tierra y es imposible atrapar un neutrino dado. Pero si su número es grande, una pequeña fracción entrará en interacción con la materia y si las circunstancias son apropiadas, podrán detectarse. Los neutrinos pueden convertir en raras ocaciones, los átomos de cloro en átomos de argón, átomos con el mismo número total de protones y neutrones. Para detectar el flujo solar predicho de neutrinos se necesita una inmensa cantidad de cloro. A este efecto, físicos norteamericanos vertieron grandes cantidades de líquido detergente en la mina Homestake, de Lea, en Dakota del Sur. Se microfiltra luego el cloro para descubrir el argón de reciente producción. Cuando más argón se detecta, más neutrinos se suponen que han pasado. Estos experimentos indican que el Sol es más débil en neutrinos de lo que los cálculos predicen. Supone además, un misterio todavía no resuelto, el bajo el flujo de neutrinos solares no pone en peligro nuestro concepto de la nucleosíntesis estelar, pero puede significar algo importante.
Los físicos odian las teorías sin confirmar; durante los últimos años del pasado siglo XX, extraños resultados experimentales han sugerido que los tres tipos conocidos de neutrinos tienen masas pequeñísimas pero que en ningún caso pueden considerarse como despreciables. Investigadores japoneses, para definir este asunto, crearon un detector constituido por una especie de tanque de 12 pisos de alto, colmado de agua casi químicamente pura, situado a un kilómetro de profundidad, debajo de los Alpes japoneses. Tras dos años de experimentos, el grupo anunció que los neutrinos sí tienen masa, aunque todavía no es posible asegurar cuánta.
De los neutrinos provenientes de los rayos cósmicos de alta energía que han chocado con la atmósfera descomponiendo los átomos, miles de millones pasaron a través del detector en un segundo. Cada cierto tiempo, alguno interactuaba con un neutrón o protón del agua, creando un relámpago de luz. Tubos fotográficos instalados en el interior del tanque registraban cada suceso. Los científicos anotaron resultados más o menos previsibles, salvo en un tipo específico de neutrino, que no apareció en la cantidad prevista.
Estas partículas caprichosas probablemente mutaron desde una categoría que se pudo percibir, a otra indetectable. La física cuántica considera posible esta extraña oscilación, pero a condición que las partículas tengan masa. La cantidad que osciló es insignificante pero debería ser de una enorme importancia, dado que los neutrinos son ubicuos y si cada uno tuviera al menos una masa mínima, el total superaría a toda la materia que los astrónomos han logrado observar.
Se abriga la esperanza de que las nuevas investigaciones que se realizan en Japón y experimentos que se efectúan en otras partes del mundo, ayuden a los físicos a determinar el cuerpo de los neutrinos y quizás, resolver un gran enigma cósmico.
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