A propósito de los neutrinos

Os imagino a todos enterados de las noticias sobre el experimento que ha detectado neutrinos moviéndose a una velocidad superior a la de la luz. Es uno de esos casos raros en los que una noticia de ciencia acapara bastante atención. Y como suele ocurrir, los medios cometen varios errores al respecto. Hay excepciones, naturalmente, y algunas en algún periódico generalista, lo que no está nada mal. Pero la tónica general ha sido la difusión de información errónea, que se puede resumir en los que voy a mencionar a continuación.

El error más grave (afortunadamente, no es el más extendido), se puede resumir más o menos así: «se han descubierto una nueva partícula, el neutrino, que viaja más rápido que la luz». Y va a ser que no. El neutrino no es una partícula nueva, desconocida hasta ese momento. Si hasta se menciona en una pelí de catástrofes y todo (de forma aberrante, pero esa es otra historia). Esta partícula se observó por primera vez en 1956, aunque fue postulado con anterioridad, en 1930. Es decir, los científicos llevan varias décadas conociendo al neutrino.

Además, como imaginaréis, el viajar más rápido que la luz no es una propiedad intrínseca del neutrino, como parece darse a entender. De hecho, todos los neutrinos observados hasta ahora, se desplazaban más lentamente que la luz. La noticia consiste precisamente en que se han observado unos neutrinos que se han desplazado más rápido.

Un segundo error es el que se suele mostrar de forma sensacionalista, con titulares estilo «Einstein se equivocó», o «La Relatividad se derrumba». En casi todos los medios, se menciona que la Teoría de la Relatividad nos dice que nada puede desplazarse más rápido que la luz, y eso no es del todo exacto. La Relatividad nos dice que la velocidad de la luz en el vacío es una constante absoluta, independiente del observador. Es decir, no importa si estoy parado, o viajo en una nave espacial al 99% de la velocidad de la luz. Si mido la velocidad de propagación de la luz o de una onda de radio, voy a obtener el mismo valor en ambos escenarios. Esto trae como consecuencia unas transformaciones a aplicar cuando pasamos de un sistema de referencia a otro. Así, tenemos los conocidos efectos de la dilatación del tiempo, la contracción del espacio, el aumento de la masa (esto no es del todo exacto, pero dejémoslo así) y la relatividad de la simultaneidad.

Lo que nos impide alcanzar la velocidad de la luz es lo siguente: Para aumentar la velocidad de un objeto cualquiera, hay que ejercer una fuerza. La aceleración que recibe el objeto es el cociente de la fuerza entre la masa. Por tanto, cuanto más masa tenga un objeto, menos aceleración obtienes con una misma fuerza. O al reves, más fuerza necesitas para una aceleración determinada. Según la relatividad, la masa aumenta con la velocidad (insisto que no es del todo exacto, pero a efectos prácticos, es como si así ocurriera), por lo que la fuerza debe ser cada vez mayor si queremos mantener la aceleración. Este crecimiento se hace de forma que a velocidades pequeñas (y comparado con la luz, hasta una velocidad orbital es pequeña), este efecto apenas se nota. Pero a velocidades cercanas a la de la luz, la diferencia es cada vez mayor, de forma que con una fuerza enorme, sólo obtenemos una minúscula aceleración. Matemáticamente, la masa sería infinita a la velocidad de la luz, por lo que nunca podríamos alcanzarla.

¿Quiere decir esto que nada puede viajar a la velocidad de la luz? No, y de hecho, los fotones lo hacen, obviamente. Lo que nos dice la Relatividado es que no podemos acelerar un objeto con masa, hasta la velocidad de la luz. Los fotones no tienen masa, y pueden viajar a dicha velocidad. Es más, no podrían viajar a otra velocidad en el vacío. No podemos frenarlos y acelerarlos. Entonces ¿pueden existir objetos que viajen más rápido que la luz? Pues si en las ecuaciones utilizamos como masa un número imaginario, es decir, una raiz cuadrada de un número negativo, resulta que sí. Es más, en este caso, lo que no podríamos hacer es frenar el objeto hasta alcanzar la velocidad de la luz. Siempre tendría que ir más deprisa. Si una partícula, en el momento de su creación, viajara más rápido que la luz, no habría problemas. Estas hipotéticas partículas incluso tienen un nombre: taquiones

¿Tiene sentido físico una masa imaginaria? Pues no lo sé. Pero lo importante es que la Relatividad no impide que un objeto pueda viajar más rápido que la luz. Lo que establece es una especie de barrera infranqueable entre tres mundos: el de los taquiones, el de los fotones, y el del resto de partículas. Así que no se puede decir que la Relatividad se haya derrumbado, o demostrado errónea, o cosas similares, ya que el fenómeno observado, no parece contradecir la misma.

Hay otro punto que quiero considerar, aunque tal vez alguno piense que es demasiado sutil, y no lo considere un error. Hay titulares que expresan el descubrimiento como un ataque a la física, algo peligroso o transgresor, y cosas así. Vamos, como si el hacer un descubrimiento nuevo fuera un problema. Y no es así en absoluto. El que un experimento contradiga una teoría física, no debe ser motivo de preocupación, sino de excitación. Contrariamente a lo que piensan algunos, la ciencia no es un conjunto de dogmas de fe, que si contradices te arriesgas a ser quemado en la hoguera. Es justo lo contrario. Con cada nuevo descubrimiento, la ciencia avanza. Si se descubre que una teoría no es correcta, se investiga y se amplía. Cada error descubierto es un pequeño paso adelante.

Pero eso sí: cuando aparece un experimento que contradice una teoría bien establecida (y ya hemos visto que no es necesariamente el caso), hay que estar muy seguros, verificarlo, repetirlo varias veces, y confirmar los hechos. Y eso es lo que se está haciendo ahora. Sólo cuando se tenga la certeza de que la velocidad obtenida es correcta, y cuando se haya repetido el experimento varias veces, podremos gritar de alegría por haber detectado los primeros taquiones (o por tener la primera prueba experimental de la existencia de más de 4 dimensiones, como plantean algunos). El tiempo lo dirá.