Los neutrinos: las partículas invisibles que podrían cambiar la física 
El estudio de los neutrinos es clave para entender cómo funciona el Universo. China y Estados Unidos encabezan hoy la carrera para detectarlos.
- Redacción AN / MDS
Por Julio García G. / Periodista de Ciencia
Una de las partículas más esquivas de la naturaleza –paradójicamente una de las que más abundan en el Universo– es el neutrino.
Este fue teorizado por primera vez en 1930 por el físico austriaco Wolfgang Pauli, quien, mientras estudiaba la desintegración beta, se dio cuenta de que se violaban algunos principios de la conservación de la energía.
Originalmente Pauli bautizó al neutrino como neutrón porque aún no se descubría el verdadero neutrón, aquél que fue hallado en 1932 por James Chadwick y que forma el núcleo de los átomos, junto con el protón.
Por lo tanto, en 1933, otro físico, Enrico Fermi, fue quien realmente bautizó al neutrino que conocemos hoy.
El neutrino, que en realidad surge como diminutivo del neutrón en italiano (pequeño neutro), es una partícula muy especial porque, a pesar de que cada segundo nuestros cuerpos son bombardeados y atravesados por millones de ellos, apenas llegan a interactuar con la materia de la que estamos formados, no solamente nosotros, sino todo lo que nos rodea.
El físico italo-estadounidense Enrico Fermi. Imagen: Shutterstock.
Ahora bien, ¿qué relación existe entre el neutrino y la desintegración beta?
La desintegración beta es el proceso mediante el cual un núcleo inestable se transforma, cambiando un neutrón en protón (y viceversa) y emitiendo partículas.
Por otro lado, la radiación beta es la emisión de partículas (electrones o positrones, el positrón es un electrón con carga eléctrica positiva) que resulta de la desintegración beta. Por lo tanto, ambos procesos son fundamentales para que puedan surgir los neutrinos.
¿Pero qué es aquello que puede desestabilizar a los átomos para que surjan neutrinos?
Resulta que durante la desintegración beta, surge un fenómeno bastante curioso en que un neutrón se convierte en protón. Cuando esto sucede se emite simultáneamente un electrón y un antineutrino electrónico. Todo ello para conservar una propiedad que tienen las partículas subatómicas llamada espín o momento angular. De esta manera, el núcleo se vuelve más estable y el proceso reduce la inestabilidad nuclear.
Imagen artística del núcleo atómico con electrones. Imagen generada por IA
La desintegración beta –que permite la datación por carbono-14 para conocer la antigüedad de las cosas– es tan solo una manera en la que pueden surgir neutrinos porque éstos pueden crearse, también, en reactores nucleares; en la atmósfera por rayos cósmicos; en procesos estelares como las supernovas; en aceleradores de partículas y, por último, a partir de eventos cósmicos de alta energía donde intervienen galaxias activas, chorros de agujeros negros o potentes estallidos de rayos gamma. El Sol, evidentemente, también produce ingentes cantidades de neutrinos.
Así, estas partículas son muy interesantes para ser estudiadas no solamente por sus propiedades un tanto fantasmagóricas que las hace ser casi invisibles y esquivas, sino debido a que su presencia podría cambiar el rumbo de la física al resolver algunos problemas actuales relacionados con el Modelo Estándar (el modelo Estándar de la física describe todas las partículas fundamentales y tres de las cuatro fuerzas conocidas del Universo, a excepción de la gravedad).
Por ejemplo, sin la presencia de los neutrinos, no podría explicarse no únicamente la desintegración beta, sino también no podría sostenerse teóricamente la existencia de muchas familias de partículas que le dan cohesión y sentido a la realidad.
Para intentar adentrarse en el universo de los neutrinos, comprenderlos a fondo de manera experimental, los científicos han puesto en marcha varios proyectos alrededor del mundo. Por ejemplo, en el Polo Sur existe desde hace unos años, en pleno hielo antártico, un detector de neutrinos llamado IceCube (financiado por Estados Unidos) que está formado por más de 5,000 detectores ópticos los cuales se encuentran a más de 2,500 metros de profundidad.
IceCube está a esa profundidad porque ello impide que otras partículas puedan alcanzar los detectores. Aquí la corteza terrestre juega un papel fundamental porque sirve como una especie de escudo (los neutrinos, al casi no tener interacción con otras partículas, pueden atravesar sin ningún problema cualquier superficie por muy densa que sea).
Parte del Observatorio Subterráneo de Neutrinos en Jiangmen, China. Imagen: JUNO Collaboration.
También, China está aportando mucho para estudiarlos. Por ejemplo, desde agosto de 2025, ya se encuentra en funcionamiento el Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen (JUNO, por sus siglas en inglés).
El detector principal de este novedoso Observatorio está cubierto por un detector adicional el cual consiste en una alberca de agua ultrapura de 44 metros de diámetro.
Su función es hallar cualquier partícula dispersa que logre, como los neutrinos, llegar hasta el detector principal.
Por otro lado, por alguna razón que parece no tener explicación, seguramente es mera casualidad, los neutrinos están vinculados con personajes italianos.
No solamente por su propio nombre y por Enrico Fermi, al que ya me he referido, sino también porque hace muchos años, en los años treinta, también en Italia, apareció en la escena de la investigación un físico y matemático italiano prodigio, bastante adelantado a su época, Ettore Majorana, quien, siendo aún muy joven, a los 31 años, despareció misteriosamente.
Algunas versiones apuntan a que Majorana pudo haberse suicidado (quizá se lanzó a un río) pero también se barajó la hipótesis de que pudo haber tenido un accidente. Hasta la fecha su cuerpo no ha sido encontrado.
El físico y matemático italiano Ettore Majorana. Imagen: Wikimedia Commons.
Majorana, además de ser discípulo de Enrico Fermi en Roma, estudió a los neutrinos con profundidad al proponer que éstos pudieran ser su propia antipartícula.
Cada partícula tiene asociada una antipartícula. Por ejemplo, el electrón (con carga eléctrica negativa) tiene asociado al positrón (con carga eléctrica positiva). Si un electrón y un positrón interactúan –o si un protón colisiona con un antiprotón– se destruyen mutuamente liberando grandes cantidades de energía.
Pero, ¿qué sucedería si una partícula es su propia antipartícula? Esto, que, a la vista resulta contraintuitivo y bastante sorprendente, fue lo que justamente propuso Majorana para el neutrino: que fuese su propia antipartícula.
De resultar cierto esto, seguramente los físicos tendrán que cambiar la forma de comprender el Modelo Estándar y, por lo tanto, muchas de las cosas que hoy sabemos sobre el Universo, como la posibilidad de abrir una vía para explicar el desequilibrio entre materia y antimateria o de por qué existe materia en lugar de nada.
La vida de Majorana, una muerte que desafortunadamente llegó precozmente, pudo haber sido, en su momento, decisiva para cambiar el rumbo de la física de partículas. Afortunadamente dejó un gran legado a través de escritos y cuadernos que todavía se conservan en Italia (uno de sus sobrinos se ha hecho cargo de su legado).
Y los neutrinos estuvieron y aún se encuentran en el centro del debate para intentar darle sentido a los complejos fenómenos de la naturaleza. De ahí la importancia de estudiarlos y de que se destinen recursos para ello.
