Láser de neutrinos

Unos físicos han ideado un modo de crear un sistema láser que dispare haces de neutrinos. Con un láser así, se podría estudiar más profundamente a estas fantasmales partículas elementales, e incluso sería factible emplearlo como un sistema de telecomunicación capaz de atravesar capas rocosas que ningún otro método inalámbrico puede traspasar.

El trabajo lo han realizado Ben Jones, de la Universidad de Texas en Arlington, y Joseph Formaggio, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos ambas instituciones.

En cualquier momento, billones de neutrinos fluyen a través de nuestros cuerpos y de cualquier material a nuestro alrededor, sin ningún efecto perceptible. Más pequeñas que los electrones y más ligeras que los fotones, estas partículas fantasmales son las más abundantes del universo de entre todas las que tienen masa.

De todos modos, la masa exacta del neutrino es una gran incógnita. La partícula es tan pequeña e interactúa tan poco con la materia que resulta tremendamente difícil de medir. Los intentos para lograrlo se centran en aprovechar, en reactores nucleares y en aceleradores de partículas, la generación de átomos inestables que luego se desintegran en diversos subproductos, incluidos los neutrinos. De esta manera, es posible producir haces de neutrinos que luego puedan ser investigados en busca de propiedades como la masa de la partícula.

El nuevo sistema propuesto por Jones y Formaggio sería mucho más compacto y eficiente en la generación de neutrinos que los reactores nucleares y los grandes aceleradores de partículas. Este láser de neutrinos podría instalarse en el espacio de una mesa.

Recreación artística del concepto de láser de neutrinos, con el símbolo del neutrino en amarillo. (Imagen: Amazings / NCYT)

Los haces de neutrinos producidos por este dispositivo se lograrían enfriando mediante láser un gas de átomos radiactivos hasta temperaturas más frías que las del espacio interestelar. A temperaturas tan bajas, el equipo predice que los átomos deberían comportarse como una sola entidad cuántica y desintegrarse radiactivamente de forma sincronizada.

La desintegración de átomos radiactivos libera neutrinos de forma natural, y en un estado cuántico coherente, esta desintegración debería acelerarse, y también la producción consecuente de neutrinos. Este efecto cuántico debería producir un haz amplificado de neutrinos, similar en gran medida a cómo se amplifican los fotones para producir luz láser convencional.

Jones y Formaggio estiman que dicho láser de neutrinos podría lograrse atrapando un millón de átomos de rubidio-83. En condiciones normales, estos átomos radiactivos tienen un periodo de semidesintegración de unos 82 días, lo que significa que durante ese plazo de 82 días la mitad de los átomos se desintegran, liberando una cantidad equivalente de neutrinos. Al enfriar el rubidio-83 hasta hacerle adquirir un estado cuántico coherente, los átomos deberían sufrir una desintegración radiactiva en cuestión de minutos.

Jones y Formaggio exponen los detalles técnicos de su concepto de láser de neutrinos en la revista académica Physical Review Letters, bajo el título “Superradiant Neutrino Lasers from Radioactive Condensates”.

El siguiente paso en esta línea de investigación y desarrollo será la construcción de un prototipo de pruebas del dispositivo para demostrar la validez de su diseño. (Fuente: NCYT de Amazings)