Para empezar, el giro es una característica extraña de las partículas elementales. Aunque son partículas puntuales, de modo que la rotación de ellas no tiene sentido, llevan un momento angular. Spin no es exclusivo de los neutrinos. Aunque hay partículas con spin cero, el concepto es aplicable a todas las partículas elementales, y la mayoría de las partículas elementales llevan un spin distinto de cero.
Lo extraño de los neutrinos es que todos los neutrinos son zurdos. Eso significa que si dobla los dedos de su mano izquierda y saca el pulgar de esa mano en la dirección en que se mueve un neutrino, esos dedos curvados apuntan en la dirección de rotación que corresponde a su giro. Todos los antineutrinos son diestros.
Eso es bastante extraño. Significa que la llamada “fuerza débil”, que crea y (muy raramente) aniquila a los neutrinos, funciona en una sola dirección de rotación. Si considera alguna reacción “débil”, su imagen especular, en la cual la rotación sería opuesta, simplemente no puede suceder.
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Eso es bastante extraño, pero lo que lo hace aún más extraño es que los neutrinos se mueven a menos de la velocidad de la luz. Sabemos eso, porque pueden sufrir reacciones, cambiando de un tipo a otro, entre su producción y su detección. El tiempo puede pasar, en su sistema de coordenadas, solo si viajan a menos de la velocidad de la luz.
La razón por la que esto es extraño es que, si un observador observa un neutrino en un sistema de coordenadas que se mueve en la misma dirección que el neutrino pero más rápido, en ese sistema de coordenadas el neutrino es diestro. Tal observador podría observar una reacción de la fuerza débil que es la imagen espejo imposible de reacciones que observamos en el laboratorio.
Un principio fundamental de la relatividad, y por lo tanto de la física misma, es que las leyes de la física son las mismas en cualquier sistema de coordenadas. Antes de que se descubrieran las reacciones a los neutrinos, esta consideración me fue presentada en una clase de física como prueba de que los neutrinos no tienen masa, de modo que:
- Estarían obligados a viajar a la velocidad de la luz,
- Por lo tanto, no existiría un sistema de coordenadas de movimiento más rápido,
- Por lo tanto, la fuerza débil funcionaría igual en todos los sistemas de coordenadas.
Dado que puede existir un sistema de coordenadas que se mueva más rápido que un neutrino, los neutrinos desafían el principio básico de la invariancia relativista.
