¿El fin de la teoría de la relatividad?

Hace unas semanas el mundo científico se conmocionó cuando investigadores europeos aseguraron que las partículas conocidas como neutrinos son capaces de viajar más rápido que la luz. La polémica estalló porque, mientras algunos aseguraron que se caía de esta manera la teoría de la relatividad, otros tomaron con pinzas el experimento y “relativizaron” sus resultados. Para echar luz sobre el tema, InfoUniversidades entrevistó al físico Andrés Aceña, quien desde el Instituto de Ciencias Básicas dio su interpretación del estudio.

-¿En qué consistió el experimento?
-El experimento Opera es una colaboración internacional realizada en el CERN, también conocido como “la máquina de dios”, en la frontera entre Suiza y Francia. Allí se generaron haces de neutrinos dirigidos al laboratorio Gran Sasso en Italia, a 732 kilómetros de distancia.

-¿Qué son los neutrinos?
-Son unas de las partículas fundamentales que hay en el universo, así como los electrones y los quants. Hay tres tipos y existe un fenómeno en el que un tipo de neutrino se transforma en otro, y eso es lo que querían mostrar en este experimento, su objetivo original. Generaban un haz muy intenso de neutrino en el CERN e intentaban detectar otro tipo de neutrino en Italia y luego medían el tiempo que demoraban en ir de un lugar a otro. Con eso calculan la velocidad. Eso les dio que viajaban más rápido que la luz, fue un resultado extra del experimento. 

-¿Cuánto demoraron en hacer esos 732 km?
-Unos 63 nanosegundos. Se sabía que viajan cerca de la velocidad de la luz, por experimentos anteriores. Pero siempre hay un margen de error que se tiene en cuenta en este tipo de estudios y que no permitía distinguir si era más o menos que la velocidad de la luz. Entonces cuando ellos empiezan a medir, esta vez con mayor exactitud, llegan a la conclusión de que viajan más rápido que luz: 0,002%.

-¿Por qué estaría en juego la teoría de la relatividad?
-El gran tema es que uno de los postulados centrales de la teoría de la relatividad es que la velocidad de la luz es constante para cualquier observador, a todos les da lo mismo. Esto trae como consecuencia que nada viaja más rápido que la luz, pero este experimento la contradice. La teoría ha funcionado muy bien en los últimos 100 años y es una de las dos grandes teorías vigentes que tenemos hoy para explicar el universo.

-¿Nunca antes se había detectado un elemento más rápido que la luz?
-No, porque siempre había un margen de error. Si un auto está viajando a unos 100 km/h con un error de 5 km/h, uno no sabe si viaja a 95 o a 105 km/h. En este caso pasaba lo mismo: si había algunos experimentos que daban un poco por arriba de la velocidad de la luz, el margen de error no permitía determinarlo exactamente. Pero en este caso hay la suficiente exactitud para establecer que es por arriba de la velocidad de la luz.

-¿Sobre qué soporte viaja un neutrino y cómo se genera?
-A través de la tierra. Se genera a través de un proceso por el cual se aceleran protones, a los que hacen chocar contra una placa de grafito -carbón-, y esto genera otras partículas que decaen y se transforman en neutrinos. Es una reacción en cadena de varias etapas. Se recepcionan en un tipo de placa fotográfica: el neutrino impacta y se genera allí un proceso inverso dando lugar a un electrón, que permite determinar que es el mismo neutrino generado en el origen.

-Existe rechazo y cuestionamientos a este estudio.
-Yo no diría un rechazo al experimento, nadie que se precie de ser un buen científico puede ignorarlo. Lo que sí se puede decir es que es “un” experimento, muy bien hecho porque no es improvisado; a la vez todo experimento que se pone a la luz se critica, es una práctica muy común en la ciencia y especialmente si es algo que va en contra de lo que uno sabe. Y esto es positivo porque si algo pareciera ir en contra de lo que sabemos tenemos que cambiar todo y no es económico. Los resultados experimentales tienen que ser corroborados por otros grupos, para comprobar que no se esté midiendo otra cosa. Y la misma gente del experimento Opera pide que sea corroborado.

-¿Cómo se hará esa corroboración?
-En principio van a hacerla en dos laboratorios, uno en EEUU y otro en Japón, donde tienen la tecnología funcionando para mostrar cómo un neutrino cambia en otro, pero la sensibilidad para medir la velocidad no es suficiente. Entonces tienen que ajustar eso para poder hacer el mismo experimento. Y dicen que lo van a tener para el año que viene. Si ellos llegan a lo mismo, es una prueba a favor de que esto realmente ocurre. Pero hay otros experimentos que dicen que en realidad los neutrinos no viajan más rápido que la luz, entonces también hay razones para dudar de estos resultados. Aunque no fue exactamente un experimento, en el año ‘87 se detectaron neutrinos de una supernova que llegaron unas horas antes de que la imagen luminosa de la supernova fuera observada con los telescopios, y eso coincide con que viajen a la velocidad de la luz. Si hubieran viajado a la velocidad que dice el experimento Opera tendrían que haber llegado mucho antes. Y existe otro resultado que dice que si viajaran más rápido que la luz tendrían que ir perdiendo energía, y los neutrinos fueron detectados a la misma energía con la que salieron. O sea, el resultado parece muy simple en principio, pero analizado en el medio de las teorías que manejamos no es sencillo de interpretar.

-Si se comprueba que es cierto, ¿qué será de la teoría de la relatividad?
-Supongamos que el año que viene se comprueba que hay objetos que viajan más rápido que la luz, que se consigue suficiente evidencia. Lo que pasaría es que hay que cambiar la teoría. ¿Qué pasaría con la relatividad? Lo mismo que pasa con la teoría de Newton hoy, se conocerían sus límites. Funciona bien para todo lo que conocíamos hasta ahora y habrá rangos que no podrá explicar. Lo ideal sería que se concibiera una nueva teoría que anduviera en estos rangos, que abarcara todo lo que se sabe.

FUENTE:  

Leonardo Oliva
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Universidad Nacional de Cuyo