Los neutrinos que pudieron haber viajado más rápido que la luz

El día de ayer, 22 de septiembre 2011, la agencia Reuters publicó en Twitter, Se han registrado partículas que se mueven más rápido que la luz. ¿Por qué es importante este posible descubrimiento? Se intenta poner la noticia en contexto y dar respuesta a la pregunta (Desde el 2012-03-16, sabemos que no es así: los neutrinos viajan a la velocidad de la luz).

[[Fotografía del detector Opera]]
Fotografía: El detector OPERA (Copyright OPERA, 2011).

Antecedentes.

La Teoría Especial de la Relatividad, formulada por Albert Einstein en 1905, tiene dos postulados básicos [1]:

  1. Las leyes de la física son las mismas para todos los observadores que se encuentren en movimiento uniforme relativo el uno con respecto al otro. Este postulado es el Principio de relatividad.
  2. La velocidad de la luz en el vacío, 299,792,458 metros por segundo, es la misma para todos los observadores, independientemente de su movimiento relativo o del movimiento de la fuente de luz.

Estos dos postulados tienen muchas implicaciones, pero permítanme llamar su atención sobre una de ellas en particular [1]:

  • Ningún objeto físico, o mensaje (información), o línea de campo, puede viajar más rápido que la luz.

Con estos antecedentes, podemos revisar ahora los resultados que originaron la noticia.

¿Qué se reporta?

Los miembros del Proyecto OPERA (Proyecto de Oscilación con un Aparato de Emulsión Arreglado en T, por sus siglas en inglés) reportan [2]:

Génova, 23 de septiembre 2011. El experimento OPERA, que observa un haz de neutrinos desde el CERN, a 730 km del Laboratorio Nacional de Gran Sasso, presentará nuevos resultados [...] que parecen indicar que los neutrinos viajan a una velocidad que está 20 partes por millón arriba de la velocidad de la luz, el límite de rapidez cósmico de la naturaleza.

En otras palabras:

  • Se lanzaron haces de neutrinos desde el acelerador de partículas de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) hasta el Laboratorio Nacional de Gran Sasso, en Italia, a 730 km de distancia.
  • Se esperaba que, viajando a la velocidad de la luz, los neutrinos llegaran de un punto al otro en aproximadamente 2,435,018 (dos millones cuatrocientos treinta y cinco mil dieciocho) nanosegundos; o, 0.002435018 segundos.
  • Los resultados recolectados muestran que los neutrinos llegaron aproximadamente 60 nanosegundos antes de lo previsto; esto es, en solamente, 2,434,958 (dos millones cuatrocientos treinta y cuatro mil novecientos cincuenta y ocho) nanosegundos; o, 0.002434958 segundos.

¿Logran notar el orden de magnitud de la diferencia y la precisión que esta requiere?

Las mediciones del tiempo se hicieron con auxilio de los relojes de los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS, por sus siglas en inglés). Se estima que los satélites de GPS tienen una incertidumbre en su medición del tiempo de sólo 10 nanosegundos, por lo que se consideran un instrumento apropiado para medir la rapidez de los neutrinos.


¿Los resultados son definitivos?

No, los resultados presentados no son definitivos. Los investigadores han puesto a disposición de la comunidad científica los resultados de su investigación [3], para que el experimento y el análisis de los datos sea escrupulosamente revisado. Adicionalmente, haría falta que otros laboratorios obtuvieran el mismo resultado.


¿Por qué es importante este posible descubrimiento?

Como pueden darse cuenta en este punto, si las mediciones reportadas por el experimento OPERA son correctas, estaríamos asistiendo al principio del fin de la Teoría de la Relatividad.


¿Qué implicaciones tendría este posible descubrimiento?

Es muy difícil saberlo. Por ejemplo, nadie pudo haber anticipado que, gracias a la Teoría de la Relatividad, se desarrollarían los láseres, los Blu-rays, los propios GPS, etcétera.

Aunque, tal vez sería importante notar que, al haber hecho públicos sus resultados, los miembros del Proyecto OPERA no sólo permiten el escrutinio de la comunidad científica, sino que también hacen públicos y evidentes dos aspectos cruciales del método científico:

  • Respetar los resultados obtenidos, sin importar lo ilógico que puedan parecernos.
  • Publicar los resultados, para permitir que tus colegas los revisen e intenten reproducirlos.
Referencias
  1. Theory of relativity, Special relativity.
    URL: http://en.wikipedia.org/wiki/Theory_of_relativity#Special_relativity
  2. OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso.
    URL: http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2011/PR19.11E.html
  3. Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam.
    URL: http://arxiv.org/abs/1109.4897v1