El Premio Nobel de Física 2015 ha sido otorgado a Arthur B McDonald y Takaaki Kajita "por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, lo que demuestra que los neutrinos tienen masa".

1. McDonald y Takaaki Kajita: Premio Nobeles de Física 2015 . .
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Arthur McDonald y Takaaki Kajita ganan el Premio
Nobel en Física 2015
El Premio Nobel de Física 2015 ha sido otorgado a Arthur B McDonald y Takaaki Kajita
"por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos, lo que demuestra que los
neutrinos tienen masa".
El premio es de 8 millones de coronas suecas pena (629.000 £) y será compartido por
los dos ganadores que recibirán sus medallas en una ceremonia en Estocolmo el 10 de
diciembre.
Kajita es un ciudadano japonés y miembro de la colaboración SuperKamiokande. Él es
profesor de física en la Universidad de Tokio. McDonald es un ciudadano canadiense y
director del Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO). Es profesor emérito de física
en la Universidad de Queen.
Momento Eureka
Hablando por teléfono desde Canadá después del anuncio, McDonald dijo que "Hubo
un momento eureka cuando fuimos capaces de ver que los neutrinos parecían
cambiar de un tipo a otro en el viaje desde el Sol a la Tierra." Añadió que está muy
contento de tener "muchos colegas que comparten este premio conmigo". "Es un
tremendo espaldarazo para nuestro grupo", dijo. McDonald también dijo que él tiene
una muy buena relación con Kajita y sus colegas del SuperKamiokande.
Los neutrinos son partículas sin carga eléctrica que interactúan muy débilmente con la
materia - que los hace extremadamente difícil de detectar. Su existencia fue predicha
por primera vez en 1930 por Wolfgang Pauli como un "remedio desesperado" por las
discrepancias que surjan en el estudio de desintegraciones beta. En el momento Pauli
estaba convencido de que los neutrinos serían imposibles de detectar, pero felizmente

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se probó que él estaba equivocado en 1956, cuando Frederick Reines y Clyde Cowan
detectaron antineutrinos emitidos por un reactor nuclear, por el que la pareja ganó el
Premio Nobel de Física de 1995.
En 1957 el físico italiano Bruno Pontecorvo sugirió que existían varios tipos o
"sabores", de neutrinos y que pueden cambiar, u "oscilar", de uno a otro. Múltiples
sabores de neutrinos fueron confirmadas en 1962 cuando Leon Lederman, Melvin
Schwartz y Jack Steinberger en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en los EE.UU,
cuando observaron la existencia del neutrino del electrón de Pauli y también el
neutrino del muón. Un tercer tipo de neutrino - la del tau - se predijo en 1975 y se
descubrió el 2000.
El concepto de oscilación de neutrinos salió a la luz en 1964, cuando Raymond Davis y
John Bahcall encontraron que su experimento solar de neutrinos en la mina de oro de
Homestake, en Dakota del Sur detectó sólo un 30% de los neutrinos electrónicos
predichos por la teoría desarrollada por Bahcall. Esta discrepancia sólo podía explicarse
si los neutrinos estuvieron oscilando entre los sabores a medida que viajan desde el Sol
a la Tierra. Si la oscilación se produce, entonces eso significaba que los neutrinos
tienen masa, contrariamente a lo que predice el Modelo Estándar de la física de
partículas.
Confines de la tierra
En 1998 Kajita presentó datos tomadas por el experimento SuperKamiokande que
mostraban que la razón de neutrinos electrones para muones procedentes de los
lados opuestos de la Tierra eran diferentes. Esto significaba que estos neutrinos –que
se crean cuando los rayos cósmicos interactúan con los núcleos en la atmósfera
superior – cambiaban de sabor al pasar a través de la Tierra. Esto demostró por
primera vez que los neutrinos debían tener masa, aunque sólo fuera de alrededor de
0,1 eV. (la masa del electrón es de 500 000 ev)
Luego, en 2001 y 2002 McDonald y sus colegas de SNO informaron cuántos de los
neutrinos electrónicos producidos en el sol cambiaron a neutrinos muonicos o
neutrinos tauónicos en su viaje a la Tierra. Esto fue posible porque SNO podía medir el
número de neutrinos de todos los sabores que llegan desde el Sol, así como el número
de neutrinos electrónicos que llegan desde el Sol. Estas mediciones permitieron a
McDonald y sus colegas la confirmación de la predicción teórica de Bahcall del flujo de
neutrinos electrónicos solares y también mostraron que alrededor de dos tercios de
los neutrinos electrónicos solares cambian de sabor durante el tiempo que demoran
en llegar a la Tierra.
La evidencia de oscilaciones de neutrinos se fortaleció aún más a principios de este
año, cuando los investigadores de la T2K (Tokai a Kamioka) experimento en Japón

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disparó un haz de neutrinos muónicos 295 km a través de la tierra para
SuperKamiokande. Allí se detectaron neutrinos electrón con una significación
estadística superior a 5σ, lo que confirma que los neutrinos muón en efecto, oscilan en
neutrinos electrón.
Los descubrimientos también son triunfos de la física experimental, porque los
neutrinos no tienen carga eléctrica e interactúan muy raramente con la materia. Como
resultado, son extremadamente difíciles de detectar. Es por esto que tanto
SuperKamiokande y el SNO se encuentran bajo tierra, para protegerlos de la radiación
cósmica.
A principios de este año, McDonald explicó a Physics World qué tales experimentos se
construyen bajo tierra.
McDonald nació en 1943 en Sydney, Nueva Escocia e hizo su bachillerato y maestría en
física en la Universidad de Dalhousie en Halifax. Luego se mudó a los EE.UU., donde
completó el doctorado en Caltech en 1969, antes de regresar a Canadá para trabajar
en la Energía Atómica de Canadá, en los laboratorios de Chalk River hasta 1982.
Después de un periodo de siete años en la Universidad de Princeton, se incorporó a la
Universidad de Queen en Kingston, Ontario en 1989, cuando también se convirtió en
director del SNO.
Nick Jelley de la Universidad de Oxford, quien trabajó en SNO, describe McDonald
como "una gran persona para trabajar y un gran líder". Declaró a Physics World que
McDonald hizo posible al SNO porque fue capaz de convencer a un alto ejecutivo de la
empresa minera canadiense Inco para permitir que los físicos para construir el
laboratorio en una mina de níquel.
Kajita nació en 1959 en Higashimatsuyama, Prefectura de Saitama y completó el
bahillerato en física en la Universidad de Saitama en 1981. Luego siguió la maestría y
doctorado en la Universidad de Tokio, completando sus estudios en 1986. Dos años
más tarde Kajita se incorporó al Instituto de Investigación para Rayos Cósmicos de la
Universidad de Tokio, donde actualmente es director.
Agustín Zúñiga Gamarra
Lima, 6 de octubre de 2015
Fuente (Physics World):
http://physicsworld.com/cws/article/news/2015/oct/06/2015-nobel-prize-for-physics
SNO: http://www.sno.phy.queensu.ca/
Superkamiokande: http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/index-e.html