Lo primero para esto es definir que es un neutrino a un nivel muy simple. Vale, un neutrino es una partícula elemental, es decir que no tiene partes. Algo así como un todo indivisible, como un punto que no puedes dividir, pero que posee algunas cualidades, como masa. Es una partícula neutra, como el neutrón, lo que significa que no se ve afectada por la fuerza electromagnética. Fue descrito como modelo teórico en 1930 como necesario para explicar una interacción entre partículas, la desintegración beta.
La desintegración beta es una interacción mediante la cual un neutrón se desintegra en un protón, pero como ha de mantenerse la carga, también emite un electrón. Sin embargo, el momento lineal (cantidad de movimiento) se debe conservar en toda interacción y el momento lineal de los neutrones es muy superior a la suma de los de los protones y los electrones. Por eso se teorizó una hipotética partícula que se emitiría con esta desintegración y que tendría gran energía, pero no tendría masa ni carga eléctrica (posteriormente se comprobó su masa). Llamaron a esta partícula neutrino, cuyas propiedades le permiten atravesar la materia sin interaccionar con ella , es como una nave surcando el sistema solar, casi todo lo que encuentra es vació. En el sol se producen trillones y trillones de neutrinos por segundo los cuales atraviesan la tierra casi sin tocarla, no como hacen en la película 2012, en la cual causan catástrofes planetarias, no. Se comprobó la existencia del neutrino en 1956.
Bien, para comprender el experimento OPERA tenemos que saber que es la oscilación del neutrino, una característica muy singular de esta partícula que es la que se estaba estudiando en el experimento. Digamos que el mundo se compone de unas partículas indivisibles llamadas partículas elementales, estas se pueden agrupar en dos tipos fundamentales, fermiones, que son los "ladrillos" con los que se construye la materia; y bosones (este si os suena, eh) que son las que definen las interacciones de la materia, hay al menos un bosón por cada fuerza elemental (dos para la débil, W y Z, fotón para la electromagnética, gluón para la fuerte y el desconocido higgs para la gravedad). Los fermiones se dividen en quarks (son seis, arriba, abajo, cima, fondo extraño y encantado) y leptones, entre estos se encuentran los electrones y otras partículas no nucleares. Es decir que no forman parte de los núcleos atómicos. No quiero aburrir a nadie con cientos de nombres de partículas, pero viene bien dar una imagen aproximada de cuales son los componentes de nuestro mundo.
Digamos que hay tres tipos de leptones, son electrones, muónes y tau. Cada uno de estos digamos que tienen un neutrino asignado, por tanto hay neutrinos electrónicos, neutrinos muónicos y neutrinos tau. Pero siguen siendo un neutrino, ya que cualquiera de ellos puede variar aleatoriamente y transformarse en cualquier otro (se llama vibrar). Por tanto cualquier fuente de neutrinos presentará 1/3 de cada tipo, debido a la aleatoriedad. Eso fue lo que se observó al analizar los resultados de los neutrinos emitidos por el sol, que los resultados eran tan solo 1/3 de lo esperado, debido a que solo se conocía el neutrino electrónico (el emitido el la desintegración beta). Hasta el año 2000 no se conocieron todos los tipos de neutrinos experimentalmente. Es esta metamorfosis la que se estudia en el CERN, se emitieron neutrinos tau desde el CERN y tras recorrer 700 km son detectados como neutrinos muónicos en Gran Sasso.
La única pega de este experimento es que los neutrinos violan uno de los axiomas de la teoría de la relatividad general al recorrer ese trayecto en menos tiempo que c. Lo cual choca, y es un resultado que no se iba buscando. Aunque constituye un tema sobre el cual los mayores entendidos en física de partículas ya han realizado algunos papers, en el siguiente enlace podéis ver algunos resúmenes de estos artículos:
http://www.migui.com/ciencias/fisica/lo-que-se-habla-en-las-altas-esferas-de-la-fisica-sobre-los-neutrinos-de-opera.html
Ahora que somos todos unos pequeños expertos en neutrinos hemos de comprender en qué afectan a la teoría general de la relatividad, la cual voy a describir en unas pocas lineas:
Dice algo así: el universo se compone por cuatro dimensiones, tres espaciales y una temporal. Todos los objetos en este tienen masa, la cual causa una distorsión en el espacio tiempo, cambiando la percepción del tiempo según el relativo sistema de referencia. es decir, desde aquí te veo moverte a c/10, pero desde allí a 2c. Eso es debido a la distorsión causada por campos gravitatorios o por grandes velocidades (cercanas a c). Por tanto si te acercas a c, la relación entre el transcurso del tiempo entre ti y alguien que no se mueve se distorsiona. A lo que el le parecerán años, a ti te parecerán horas. Sin embargo nada con masa puede llegar a viajar a c, por que según aumentas la velocidad la energía necesaria para incrementar x m/s crece exponencialmente, tendiendo a infinito. Esa distorsión también afecta a las ondas, como comente en mi entrada sobre el efecto doppler al hablar del efecto doppler relativista.
Como ves, la única forma de viajar en el tiempo es extrapolar los sucesos relativistas en velocidades cercanas a c a velocidades mayores a c. Lo cual no es cierto en absoluto. La verdad es que existen ciertas formas de poder acelerar hasta velocidades superiores a c, en el siguiente enlace encontrareis algunas:
http://es.wikipedia.org/wiki/Superlum%C3%ADnico
Espero que os halla gustado, comentad todas las dudas que tengáis y las contestare. Si no teneos dudas comentad vuestra opinión, lo agradeceré.
