dimarts, 12 de novembre del 2024

Neutrí, una partícula fantasma

L’any 2012 es va descobrir el bosó de Higgs, una partícula que es va anunciar com la partícula de Déu. Ara descriurem la història d’una altra partícula, el neutrí, encara que no es coneix gaire per la dificultat que representa detectar-la i estudiar-la. Els especialistes la descriuen com la partícula fantasma.

El nostre cos és travessat cada segon per milions d’aquestes partícules, però no sentim res. Ens travessen i prou, no interactuen. De fet, travessen el planeta, de banda a banda, sense interactuar. Caldria que un neutrí viatgés 2 anys per l’interior d’una peça de plom per ser aturada. 

El neutrí és una partícula subatòmica, sense càrrega elèctrica i molt poca massa. Tècnicament es defineix com un leptó, amb un spin d’1/2. Això vol dir que no l’afecta la força nuclear forta però sí la feble. Unes de les forces bàsiques de la natura, com la gravetat o electromagnetisme.

La història del seu descobriment va anar, més o menys, d’aquesta manera. Cap el 1896, Becquerel i Rutherford van descobrir la radioactivitat i la desintegració coneguda com beta (β). Però no arribaven a entendre el què passava en el trencament d’un nucli radioactiu en dues parts. Era com si els faltés energia en la reacció, com si l’haguessin perduda durant la reacció. No va ser fins el 1930 que en Wolfgang Pauli, físic austríac, (1900-58), hi va trobar una explicació. L’energia que els faltava corresponia a un neutrí, una nova partícula desconeguda, que s’emportava una part de l’energia de la reacció, però que no eren capaços de  detectar. 

Enrico Fermi va confirmar el 1933 que la proposta de Pauli s’adaptava a la teoria de la desintegració, però no va ser fins el 1956 que d’una forma experimental es va confirmar l’existència del neutrí. Els experiments van detectar fins a tres neutrins per hora. El 1962, altres experiments van descobrir que hi havia diferents tipus de neutrins i el 1967 es van començar a estudiar els neutrins que ens arribaven des del Sol. Aquí va sorgir un nou problema, doncs només es detectaven entre un terç i la mitat dels que predeia la teoria. Es va conèixer com el problema dels neutrins solars. Faltaven neutrins. El 2002 es confirma que només es detectava la tercera part. Ray Davis i Masatoshi Koshiba van guanyar part del Premi Nobel de Física per aquest motiu.

Segons el Model Estàndard de Física de Partícules, les partícules subatòmiques estan classificades en tres famílies, segons la seva massa, així els neutrins podien saltar de família, a una altra amb més massa, però allà no els buscaven els físics, i, lògicament, els trobaven a faltar. De fet tampoc es coneix amb certesa quina massa tenen, perquè no viatgen a la velocitat de la llum. Tanmateix ens falten detectors capaços d’analitzar aquests neutrins d’alta massa.

En l’actualitat hi ha construïts dos grans detectors de neutrins, el Superkamiokande al Japó i el DUNE a Estats Units. Estan ubicats en mines abandonades a més d’un quilòmetre sota el terra. A Candanchú (Osca) també existeix un lloc per estudiar-los, a dins del túnel de Canfranc.


Publicat a la revista "Els Colors del Pla de l'Estany" en el seu nº 299 del novembre de 2024