¿Por qué los científicos creían en la existencia del neutrino a pesar de que no se descubrió durante varios años después del momento de su predicción?

Porque creían en la conservación de la energía y el impulso . En realidad, no “ellos” sino solo algunos de “ellos”. Wolfgang Pauli propuso el neutrino en 1930 porque las desintegraciones beta nucleares parecían violar la conservación del impulso, tanto lineal como angular, y la conservación de la energía. En una desintegración beta, un núcleo emite un electrón (o positrón). Pero cuando se observó el momento y el momento angular del núcleo y el electrón después de una desintegración beta, no cuadraron. Faltaba impulso y energía. Este fue un gran problema con dos posibles explicaciones:

  1. Las leyes de conservación de la energía y el momento permanecen intactas, y hay alguna partícula sin carga, un giro de “la mitad” como un electrón y poca o ninguna masa emitida en todas y cada una de las desintegraciones beta y reacciones nucleares relacionadas. Y no podemos detectar estas partículas. Son como fantasmas que se llevan una parte variable de la energía y el impulso en cada descomposición. Llamaremos a esas cosas extrañas “neutrones” (más tarde renombrados neutrinos).
  2. Las leyes de conservación del momento y la energía deben ser desechadas o tratadas estadísticamente en el mundo de los fenómenos cuánticos junto con gran parte de la física clásica (que también se revirtió recientemente en el mundo cuántico). Niels Bohr y otros favorecieron, o al menos investigaron abiertamente, este punto de vista.

Ambas resoluciones del problema eran hipótesis científicas válidas y razonables . Al final, la primera hipótesis resultó ser correcta. Existen los neutrinos (lea más, incluido el caso del champán que Pauli tuvo que pagar cuando su predicción del neutrino se demostró cierta, aquí: Centro Berkeley de Física Teórica). Y las leyes de conservación de la energía, el momento y el momento angular siguen siendo sacrosantas en todas las escalas de la física. No porque nos guste así, sino porque la evidencia lo exige.

Porque la predicción fue apoyada por muchas observaciones previas. Desde un punto de vista epistemológico, los físicos consideran que existen tres categorías diferentes: “hipotetizado”, “predicho” y “confirmado”.

El último es exactamente lo que parece: se ha encontrado evidencia directa.

La primera es en lo que caen la mayoría de las teorías de partículas no confirmadas. Básicamente, cualquiera puede tener una idea descabellada sobre la física de partículas y hacer que suene a medio camino para un lego. No significa que tengan razón o que realmente existan, y generalmente, no hay absolutamente ninguna evidencia concreta que respalde su existencia.

Sin embargo, las partículas predichas, como los neutrinos, el Higgs y otros, provienen de lagunas específicas bien identificadas en nuestra teoría del Modelo Estándar. La evidencia para ellos es indirecta, pero sustancial. Por ejemplo, supongamos que tenemos una partícula bien conocida, como un quark top, cuya tasa de descomposición hemos medido bastante bien en numerosos experimentos. Incluso creamos un modelo matemático para predecir esta tasa de descomposición en varias condiciones diferentes, y funciona bastante bien, pero de repente, surge un nuevo experimento con una tasa mucho más baja que la predicha por el modelo. En lugar de simplemente descartar toda la teoría, lo más razonable sería preguntar si esas condiciones específicas que produjeron la tasa más baja causaron la creación de otra partícula que afectó la reacción. Así es como se descubren la mayoría de las partículas nuevas.