Neutrinos vz relatividad

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¿Pueden los minúsculos neutrinos derruir el sólido edificio de la Física?
3 10 2011

Los neutrinos, esas partículas con masa prácticamente nula, sin carga y difícilmente detectables, casi fantasmales, están de moda. Un experimento realizado en el CERN parece haber detectado neutrinos cuya velocidad excede a la de la luz (ver post más abajo). La noticia saltó a las primeras páginas de losperiódicos y los titulares se hicieron eco de la enorme trascendencia del descubrimiento. Pero ¿por qué este hecho tiene tanta relevancia?
El razonamiento que aquí se sigue está extraído del magnífico libro “Construyendo la Relatividad“, de Manuel F. Alonso y Vicente F. Soler que debería leerse todo aquella persona que tenga algún interés en comprender los conceptos fundamentales implicados en leTeoria de la Relatividad.
La T. Especial de la Relatividad (TER) se asienta en dos postulados básicos:
• El valor de la velocidad de la luz es constante e independiente de que haya sido emitida por un cuerpo en reposo o en movimiento.
• La velocidad de la luz es un valor límite superior a la velocidad de cualquier objeto.
Partiendo de estos postulados Einstein llega a la conclusión de queespacio y tiempo no son magnitudes independientes, sino que están relacionados entre sí formando lo que se llama el continuo o entramado espacio-tiempo (tetradimensional) y no son conceptos absolutos, tal y como se suponía en la física newtoniana, ya que dependen del sistema de referencia desde el cual se midan.
Una herramienta muy útil para entender algunos de los conceptos y consecuencias de la T.de La Relatividad son los llamados diagramas de Minkowski. La versión bidimensional de los mismos nos ayuda, al situarnos en sólo dos dimensiones, a entender conceptos que podemos después extrapolar al continuo espacio-tiempo tetradimensional. En estos diagramas en el eje de ordenadas se sitúa el tiempo (t) y en el de abscisas la posición espacial (x), aunque normalmente por un problema de escalase multiplica el tiempo por la velocidad de la luz (c). De esta manera en el eje y representamos el espacio recorrido por la luz en el tiempo considerado (ya que espacio recorrido y tiempo empleado son proporcionales: x = c t).
La historia de un punto (dónde está y en qué instante) quedará entonces registrada por una línea en ese diagrama. Por ejemplo, algo que permanezca estático se indicará conuna línea paralela al eje de los tiempos. Si se mueve, esa línea se irá inclinando a derecha o izquierda de la vertical (hacia adelante o hacia atrás), tanto más cuanto mayor sea su velocidad.
Un cuerpo que se mueva a la velocidad de la luz se situará a lo largo de una línea cuya pendiente sean 45 0(punto verde). Cualquier velocidad inferior a la luz vendrá representada por una línea de menorinclinación respecto de la vertical (punto azul). Las líneas que representen movimientos con velocidades superiores a las de la luz (punto rojo) no son posibles según la TER. Esta es, precisamente, la línea que sigue el poco respetuoso neutrino que aparece en la ilustración que encabeza el post.

El universo accesible para un suceso quedará entonces en el interior de las dos líneas (un cono en unespacio tridimensional) que representan la velocidad de la luz hacia arriba del suceso y hacia abajo del mismo. El acceso al sector superior implica viajar en el sentido positivo del eje de ordenadas (tiempo creciente), es decir, representa el futuro accesible, ya que sucesos contenidos en este área pueden tener estar relacionacionados causalmente. Esto es, uno (el que suceda antes, por ejemplola aplicación de una fuerza) puede ser causa del otro (el que suceda después, aparición de una aceleración). Un punto situado en el exterior del sector señalado, nunca será accesible, Es decir, no puede relacionarse causalmente con otro situado en el interior del cono, no puede existir ningún tipo de interacción entre ambos, puesto que implicaría viajar a velocidades superiores a las de la luz....
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