Estocolmo, Suecia.- El Premio Nobel de Física 2015 fue otorgado hoy al japonés Takaaki Kajita y al canadiense Arthur B. McDonald por descubrir que las partículas subatómicas conocidas como neutrinos tienen masa, lo que obligó a reconsiderar la teoría vigente durante 50 años y dio nuevas pistas sobre el origen del universo.

Según anunció la Academia de Ciencias Sueca en Estocolmo, McDonald, de 72 años, y Kajita, de 56 años, resolvieron "un puzzle al que los físicos se enfrentaron durante décadas". "El premio de este año trata de la transformación del estado de unos de los habitantes del universo más numerosos", indicó el secretario general de la Academia, Göran Hansson.

"El descubrimiento cambió nuestra comprensión sobre el funcionamiento más recóndito de la materia y podría ser crucial para nuestra visión del universo", señaló la Academia. Las investigaciones de los laureados probaron que los neutrinos, a los que la Academia bautiza como los "camaleones del universo", cambian de estado, una metamorfosis que no es posible sin masa.

Los neutrinos son partículas subatómicas sin carga cuya masa es muy reducida. Son las partículas más numerosas del cosmos después de los fotones. La mayoría de ellos surgen de las reacciones que acaecen en el núcleo del Sol y la Tierra se ve constantemente bombardeada por estas partículas, que atraviesan toda la materia, incluyendo los cuerpos humanos, sin ser detectados.

Durante décadas, la cuestión que sorprendía a los físicos es que las mediciones en la Tierra registraban sólo a un tercio de los neutrinos que debían existir. El trabajo de Kajita y McDonald resolvió al misterio al descubrir que muchas de estas partículas eran indetectables porque habían sufrido transformaciones.

Los dos físicos investigaron con sus equipos a los neutrinos utilizando grandes tanques de agua en minas subterráneas, señaló Anne L'Huillier, presidenta del Comité Nobel de Física. "Sus experimentos ayudaron a entender que "los neutrinos oscilan, cambian de identidad", señaló a dpa.

Hace unos 15 años, Kajita descubrió en su observatorio de neutrinos de Super-Kamiokande en Hida, en el centro de Japón, que los neutrinos de la atmósfera cambian entre dos identidades.

Por su parte, el equipo de McDonald en el Observatorio de Neutrinos de Sudbury, en Ontario, consiguió descubrir que los neutrinos que llegan del Sol no desaparecían en su ruta a la Tierra, sino que llevaban con una identidad diferente.

Además, su trabajo determinó que tienen una masa ínfima, contradiciendo así el llamado Modelo Estándar de la física de partículas, que buscaba explicar cómo funciona la materia.

"Su descubrimiento mostró que el Modelo Estándar tenía que ampliarse para describir realmente nuestro universo de manera correcta", señala L'Huillier. "Cambia los modelos cosmológicos" y la forma en que las galaxias se forman. También ayuda "a entender mejor cómo funciona el Sol, enviado luz y calor".

El trabajo de ambos físicos desató toda una serie de nuevos experimentos con neutrinos, entre ellos en el centro de partículas CERN en Suiza, que felicitó hoy a McDonald, quien trabajó allí en 2004.

Contactado por la Academia, McDonald explicó por teléfono que estas partículas sirven para explicar "cómo ha evolucionado el universo". "Los neutrinos están entre las partículas fundamentales que no sabemos cómo seguir subdividiendo", indicó.

Su conocimiento arroja luz sobre "cómo evolucionó el universo, y saber que tienen masa nos ayuda a revelar esos misterios", añadió, al tiempo que señaló que haber sido laureado es "una experiencia intimidatoria".

También rindió tributo a sus colaboradores, pues dijo que "hay mucha camaradería asociada a este trabajo".

Kajita, director y profesor del Instituto de Investigación de Rayos Cósmicos en la Universidad de Tokio, señaló en rueda de prensa que se siente "muy honrado y agradecido". "Mi mente se ha quedado en blanco y no sé qué decir".

El premio está dotado con ocho millones de coronas este año (unos 850.000 euros/950.000 dólares) y será entregado a los galardonados el 10 de diciembre, aniversario de la muerte de Alfred Nobel.

El año pasado el Nobel de Física fue a manos de los japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura por el desarrollo de las luces led (diodo emisor de luz), que permiten una iluminación clara con bajo consumo.

Este lunes fue anunciado ya el Nobel de Medicina, que fue otorgado a la china Youyou Tu, al irlandés William Campbell y al japonés Satoshi Omura. Los tres desarrollaron sustancias efectivas para combatir enfermedades parasitarias que afectan a millones de personas como la malaria y la ceguera de los ríos.

El físico Arthur McDonald, un humilde trabajador en equipo

Para conseguir su gran descubrimiento, el Nobel de Física 2015 Arthur McDonald necesitó muchos años, millones de dólares y enorme paciencia.

Junto con un amplio equipo de científicos, McDonald consiguió demostrar en una mina a dos kilómetros de profundidad en Canadá que los neutrinos tienen masa. "Por suerte teníamos un buen equipo y sabíamos que teníamos ante nosotros un trozo de ciencia que podía ser investigado y que lo que se descubriera -fuese lo que fuese- sería muy significativo", relató al respecto en una entrevista.

La lista de premios que ha recibido a lo largo de su carrera llena una página entera y a ellos se suma ahora, a sus 72 años, el Nobel, que recibirá junto con el japonés Takaaki Kajita.

McDonald siempre ha sido una persona humilde, asegura sobre él el físico Thomas Lohse, de la Universidad Humboldt en Berlín, quien lo conoció hace dos años en una entrega de premios. McDonald es una persona que "no intenta llamar la atención sobre sus logros" y siempre destaca el trabajo de su equipo, según Lohse.

Nacido en 1943 en Sydney, en la costa este de Canadá, McDonald nunca se fue de su país. En la actualidad vive a unos 1.500 kilómetros al oeste, en la idílica Kingston, en el extremo este del Lago Ontario, donde trabaja en la Universidad de Queen's.

Previamente estudió en Canadá y Estados Unidos, entre otros en la elitista Universidad de Princeton. McDonald está casado, tiene cuatro hijos y ocho nietos.

Takaaki Kajita, un experto en neutrinos

Takaaki Kajita se ocupa de las partículas más pequeñas del universo desde sus épocas de joven estudiante. Y finalmente llegó el día en que el japonés de 56 años y sus colegas prácticamente echaron por la borda las leyes sobre la física de partículas.

Con ayuda de detectores específicos y grandes tanques de agua debajo de la tierra descubrieron una característica especial de los neutrinos, un tipo de partícula subatómica. Y refutaron así la teoría de que los neutrinos no tienen masa.

Su trabajo le valió varios premios a Kajita. Entre otros, recibió junto a colegas el Bruno-Russi, así como el Panofsky.

Kajita terminó sus estudios en la Universidad de Tokio en 1986 y dos años después comenzó a trabajar en el Instituto para Investigaciones sobre Rayos Cósmicos (Institute for Cosmic Ray Research, ICRR) de la universidad.

En 1999 fue nombrado director del Centro de Investigación de Neutrinos Cósmicos en el ICRR. Ese mismo año se convirtió en catedrático.

Una guía por el zoo de las partículas

Durante mucho tiempo se creía que el átomo era la partícula más pequeña del universo, pero más tarde se descubrieron sus componentes, los electrones, protones y neutrones. Hoy en día los físicos hablan incluso de un "zoo" de partículas subatómicas.

Gracias a la moderna tecnología se han descubierto hasta el momento más de 200 partículas muy pequeñas y algunas de ellas muy exóticas.

Para crear orden se clasificó a la mayoría de los componentes de la materia o bien en el grupo de los quarks o en el de los leptones. Las dos clases incluyen cada una seis integrantes con sus antipartículas.

Los quarks son las llamadas partículas pesadas, con las que se forman los núcleos de los átomos. Entre los leptones o partículas elementales ligeras se cuentan los electrones, responsables de la electricidad y que recubren los átomos. Además hay muones y tauones.

A los leptones pertenecen los neutrinos, que atraviesan toda la materia terrestre sin dificultad y que tienen un papel destacado en los procesos radiactivos.

Los hay de tres tipos: neutrino electrónico, neutrino muónico y neutrino tauónico (o tau), que bajo ciertas circunstancias se transforman unos en otros. Es lo que los científicos llaman oscilaciones y lo que hace que en la Tierra se midan menos neutrinos de los que deberían llegar procedentes del Sol.

Los ganadores del Premio Nobel de Física desde 2005

El Premio Nobel de Física se concede desde 1901. El primer galardón fue para el físico alemán Wilhem Conrad Röntgen por el descubrimiento de los rayos X.

Los premiados desde 2005 fueron:

- 2015: El japonés Takaaki Kajita y el canadiense Arthur B McDonald por su descubrimiento de las oscilaciones del neutrino, que demostraron que estas partículas subatómicas tienen masa, contrariamente a lo que se pensaba hasta entonces.

- 2014: Los japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano y Shuji Nakamura por la invención de los diodos emisores de luz azul (LED), una fuente de luz clara y que ahorra energía.

- 2013: El belga François Englert y el británico Peter Higgs por su predicción de la existencia del bosón de Higgs.

- 2012: El francés Serge Haroche y el estadounidense David Wineland por sus innovadores experimentos que posibilitaron la medición y manipulación de sistemas cuánticos individuales. De esta manera establecieron nuevas bases para la fabricación de relojes más precisos y nuevas computadoras.

- 2011: Los estadounidenses Saul Perlmutter, Adam G. Riess y el estadounidense-australiano Brian P. Schmidt por sus observaciones cosmológicas sobre la expansión acelerada del universo.

- 2010: El holandés Andre Geim y el ruso-británico Konstantin Novoselov por sus trabajos sobre el grafeno, un magnífico conductor del calor y la electricidad muy útil para el desarrollo de dispositivos electrónicos flexibles y más eficientes.

- 2009: El chino Charles K. Kao y los estadounidenses Willard S. Boyle y George E. Smith por dos logros que ayudaron a establecer las bases de las redes de comunicación en la sociedad actual: la transmisión veloz de datos por fibras ópticas y el circuito semiconductor de imagen, el sensor CCD.

- 2008: El estadounidense Yoichiro Nambu y los japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa por el descubrimiento y explicación del mecanismo de ruptura espontánea de simetría en la física subatómica, que mejora decisivamente la comprensión de la naturaleza.

- 2007: El alemán Peter Grünberg y el francés Albert Fert por su descubrimiento de la magnetorresistencia, que permite ampliar considerablemente la capacidad de almacenamiento de datos de los discos duros de los ordenadores.

- 2006: Los estadounidenses John C. Mather y George F. Smoot por el descubrimiento de la forma de cuerpo negro y la anisotropía de la radiación cósmica de fondo, conocido como el "eco del Big Bang".

- 2005: El estadounidense Roy J. Glauber, por su contribución a la teoría cuántica de la coherencia óptica, y el estadounidense John L. Hall y el alemán Theodor W. Haensch por sus contribuciones al desarrollo de la espectroscopía de precisión basada en el láser, una técnica de medición de una precisión hasta el momento jamás conseguida.