Uno de los grandes enigmas de la ciencia puede estar a punto de resolverse: ¿por qué tras el Big Bang la materia que hoy vemos se impuso a la antimateria? Por Rafa Honrubia/ 

El principal ‘sospechoso’ es el neutrino, una partícula subatómica muy escurridiza. Para descubrir la verdad, en Canfranc, a casi un kilómetro de profundidad, el físico Juan José Gómez Cadenas y su equipo se afanan en un experimento que tiene en vilo a científicos de todo el mundo.

Millones de neutrinos atraviesan las uñas de nuestros dedos cada segundo. «El neutrino es una partícula insignificante, un pedazo pequeño de realidad, pero puede que nosotros estemos aquí gracias a él», explica Gómez Cadenas

8608 metros de longitud hacen del túnel de Somport, que separa España de Francia, el paso subterráneo más largo de nuestro país. Discurre en paralelo a un antiguo túnel ferroviario cuya estación más cercana es la de Canfranc, en Aragón, bajo las pistas de esquí de Candanchú, y en sus entrañas se encuentra el segundo laboratorio subterráneo más grande de Europa tras el Gran Sasso, en Italia.

En 1985, cuando empezó a operar, ocupaba un pequeño espacio abovedado del túnel. En estos momentos, el laboratorio suma 1400 metros cuadrados con dos salas experimentales, oficinas, una sala blanca, un taller mecánico y una sala de almacenamiento de gases.

Este emplazamiento alberga varias investigaciones científicas importantes; entre ellas, el experimento NEXT (Neutrino Experiment with a Xenon TPC), liderado por el físico español Juan José Gómez Cadenas, que podría alterar de manera esencial nuestro conocimiento de la ciencia.

Ecuaciones con secreto

El despacho de Cadenas en el Instituto de Física Corpuscular, situado en el Parque Científico de la Universitad de Valencia, donde desarrolla su actividad teórica, está cubierto de pizarras blancas con fórmulas indescifrables, escritorios repletos de documentos con números y operaciones matemáticas. Estas ecuaciones esconden un secreto que podría dar un vuelco a la física actual.

neutrino, origen del universo en aragon

El físico Juan José Gómez Cadenas dentro de la Sala Gris del Instituto de Física Corpuscular de Valencia. Aquí se hacen pruebas en un prototipo de todo aquello que se pondrá en práctica en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc

La incógnita que intentan despejar este científico y su equipo es si el neutrino -una esquiva y misteriosa partícula subatómica- es su propia antipartícula. Es decir, si puede ser materia y antimateria al mismo tiempo.

La antimateria (no confundir con la materia oscura) es como la materia ‘visible’, pero está hecha de partículas cuya carga eléctrica se encuentra cambiada de signo (el protón tiene carga negativa y el electrón, positiva); es decir: son antipartículas.

Sabemos que en el universo hay materia y antimateria y, hasta el momento, la ciencia nos dice que la naturaleza fabricó una y otra en las mismas proporciones durante el Big Bang. Entonces, ¿por qué lo único que vemos es la materia? ¿Adónde fue a parar toda la antimateria del universo? ¿Por qué nuestro universo y nosotros mismos estamos hechos de materia y no de antimateria? Este interrogante se le resiste a los postulados clásicos de la física que ahora manejamos. Pero se trabaja en nuevas teorías. La hipótesis que explicaría ese hecho y que se intenta comprobar en Somport fue propuesta por el físico italiano Ettore Majorana en la década de los treinta: el neutrino es su propia antipartícula.

El neutrino es un partícula muy singular: no tiene carga eléctrica, su masa es tan insignificante que hasta hace poco se creyó que no tenía; su velocidad es cercana a la de la luz y apenas interacciona con el resto de la materia. Millones de neutrinos atraviesan la uña de nuestro dedo durante un segundo. Y para más inri, podría ser partícula y antipartícula, es decir, podría cambiar su carga eléctrica según las circunstancias.

“Si se confirma nuestra hipótesis, es un premio nobel seguro. No sé si nos lo darán a nosotros o a otras investigaciones que lo demuestren antes, pero es de Nobel”

«El universo primitivo tenía la misma cantidad de materia y antimateria. Ambos bandos se aniquilaron entre sí y solo quedaron supervivientes de materia. Todo gracias a que la materia contaba con el neutrino, que lo mismo militaba en el campo de las partículas que en el de las antipartículas, pero favorecía ligeramente a las primeras. El neutrino es una partícula insignificante, un pedazo pequeño de realidad, y puede que estemos aquí gracias a él», explica Gómez Cadenas.

El aislamiento necesario

Demostrar esta hipótesis es un proceso lento, caro y muy complejo que se lleva a cabo en una instalación científica única en España. El Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) está ubicado en el interior de la montaña del Tobazo (Candanchú), en el Pirineo oscense.

neutrino, origen del universo en aragon

Interior de la sala blanca del Laboratorio Subterráneo de Canfranc. Aquí se aloja la vasija de metales radiopuros del TRex-DM, uno de los experimentos de la Universidad de Zaragoza que buscan materia oscura en el LSC. 

El complejo se encuentra a 850 metros bajo tierra en un entorno aislado de la radiactividad. La ausencia de las millones de partículas de radiación cósmica que llegan cada segundo a la superficie terrestre permite estudiar la naturaleza y las interacciones de las partículas subatómicas con mayor claridad, sin ruidos de fondo. La montaña filtra la radiación en busca del llamado ‘silencio cósmico’. Al LSC se accede a través del túnel de Somport.

Una larga investigación

El experimento NEXT pretende detectar «la desintegración doble beta sin neutrinos», un raro fenómeno que solo podría darse si el neutrino fuera su propia antipartícula. Para ello, el equipo internacional de Gómez Cadenas emplea una cámara de proyección temporal (TPC, en sus siglas en inglés) que alberga 100 kilos de gas xenón enriquecido a alta presión dentro de una cápsula aislada de la radiación atmosférica mediante un revestimiento de plomo y cobre. Gómez Cadenas estima que la toma de datos, que comenzó en 2013, durará aproximadamente 10 años. «En un año, a partir de ahora, que ya tendremos suficientes datos, el descubrimiento se podría dar en cualquier momento», destaca.

El experimento comenzó en 2013 y durará una década, pero ya hay datos importantes. Durante este año podría producirse el descubrimiento

En 2013 Gómez Cadenas, una institución mundial sobre física de neutrinos, recibió una beca Advanced Grant, el programa de investigación de mayor prestigio financiado por la Unión Europea. Un apoyo vital para esta investigación. Si se confirmara la hipótesis en la que trabajan, Gómez Cadenas lo tiene claro: «es un Premio Nobel seguro. No sé si nos lo darán a nosotros o a otras investigaciones que lo demuestren antes o si será compartido. Pero es un Premio Nobel».

neutrino, origen del universo en aragon

El físico Juan José Gómez Cadenas

«Este descubrimiento», agrega, «haría que los físicos teóricos respiraran porque no tenemos ninguna otra fórmula de explicarnos por qué en el Universo hay materia. Y resolvería el problema del origen de la simetría cósmica entre materia y antimateria. Este descubrimiento sería muy bueno, pero que descubriéramos lo contrario sería una revolución también. Aunque todos estemos seguros de que queremos llegar a la India, si aparece América, bienvenida sea».

También te pueden interesar más artículos sobre el origen del universo…

El laboratorio donde se investiga uno de los grandes enigmas de la ciencia

ALMA, el mayor observatorio astronómico del mundo

Este ‘ojo’ verá el origen del universo

Cómo se detectan las ondas gravitacionales

Así se crearon los primeros soles (sí, la materia oscura ya estaba allí)

Cuatro conceptos que no hay que confundir sobre el origen del universo…

Stephen Hawking y Slava Mukhanov: los genios del universo

Los telescopios de la historia

Historia de la cosmología en cuatro pasos