Masatoshi Koshiba

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Koshiba nació en Toyohashi, en el centro de Japón, el 19 de septiembre de 1926, hijo de Toshio y Hayako Koshiba. Su padre era oficial militar. Su madre falleció cuando él tenía tres años, lo que llevó a su padre a casarse con la hermana mayor de su esposa.^[2] Creció en Yokosuka y completó sus estudios de secundaria en Tokio. Se menciona que su interés inicial era estudiar literatura alemana, pero terminó estudiando física, motivado por los comentarios despectivos de un profesor.^[2]

Se graduó de la Universidad de Tokio en 1951 y recibió un doctorado en física en la Universidad de Rochester, Nueva York, en 1955.^[3]

Desde julio de 1955 hasta febrero de 1958 fue investigador asociado en el Departamento de Física y en la Universidad de Chicago; de marzo de 1958 a octubre de 1963, fue profesor adjunto del Instituto de Estudios Nucleares de la Universidad de Tokio, aunque de noviembre de 1959 a agosto de 1962 se licenció como investigador asociado principal con el rango honorario de profesor adjunto y como Director, Laboratorio de Física de Altas Energías y Radiación Cósmica, Departamento de Física, Universidad de Chicago.^[4][3]

En la Universidad de Tokio se convirtió en profesor asociado en marzo de 1963 y luego profesor en marzo de 1970 en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias y profesor emérito allí en 1987. De 1987 a 1997, Koshiba enseñó en la Universidad de Tokai.^[3]

En 2002, ganó conjuntamente el Premio Nobel de Física "por sus contribuciones pioneras a la astrofísica, en particular para la detección de neutrinos cósmicos". (Las otras acciones del Premio de ese año fueron otorgadas a Raymond Davis Jr. y Riccardo Giacconi de los Estados Unidos).^[5]

Desde la década de 1920 se sospechaba que el Sol brilla debido a reacciones de fusión nuclear que transforman el hidrógeno en helio y liberan energía. Posteriormente, cálculos teóricos indicaron que en estas reacciones deben liberarse innumerables neutrinos y, en consecuencia, que la Tierra debe estar expuesta a una inundación constante de neutrinos solares. Sin embargo, debido a que los neutrinos interactúan débilmente con la materia, solo uno en un billón se detiene en su camino a la Tierra. Así, los neutrinos adquirieron la reputación de ser indetectables. La investigación inicial de Koshiba se centró en los rayos cósmicos. En 1969, pasó a dedicarse a la física de colisionadores de electrones y positrones, y participó en el detector JADE en Alemania, que contribuyó a confirmar el Modelo Estándar. Junto con Masayuki Nakahata y Atsuto Suzuki, Koshiba diseñó el experimento Kamiokande para detectar la desintegración del protón, una predicción de las grandes teorías unificadas. No se detectó ninguna desintegración del protón, pero Koshiba se dio cuenta de que el detector podía adaptarse para detectar neutrinos, y modificó el proyecto en consecuencia, siguiendo el trabajo pionero de Davis en Estados Unidos.^[6]

A principios de la década de 1970, Koshiba colaboró con Gersh Budker (1918-1977), pionero del enfriamiento por electrones en aceleradores de partículas en la Unión Soviética. Esta colaboración se interrumpió por razones desconocidas, pero Budker falleció de un infarto unos años más tarde.^[7]

Gracias a este experimento, él (y Davis en EE. UU.) pudieron confirmar la predicción de que se generan neutrinos durante la reacción de fusión nuclear en el Sol. Sin embargo, estos experimentos detectaron menos neutrinos de los que se esperaba. Este déficit se denominó el problema de los neutrinos solares.^[8][3][2] Este déficit acabaría explicándose mediante las «oscilaciones de neutrinos», cuya existencia fue confirmada por una versión ampliada del Kamiokande, conocida como Super-Kamiokande, dirigida por Takaaki Kajita, alumno de Koshiba.^[9]

En la década de 1980, Koshiba, basándose en el trabajo realizado por Raymond Davis, construyó un detector de neutrinos subterráneo en una mina de zinc en Japón. Llamado Kamiokande II, era un enorme tanque de agua rodeado de sensores electrónicos para detectar los destellos de luz producidos cuando los neutrinos interactuaban con los núcleos atómicos de las moléculas de agua. Koshiba pudo confirmar los resultados de Davis: que el Sol produce neutrinos y que se encontraron menos neutrinos de lo esperado (un déficit que se conoció como el problema de los neutrinos solares). En 1987, el detector experimental Kamiokande detectó neutrinos procedentes de la explosión de una supernova (denominada SN 1987A) situada fuera de la Vía Láctea, en la Gran Nube de Magallanes.^[10][2] Su investigación fue pionera en el establecimiento de la astronomía de neutrinos como campo de estudio.^[2]

En 1996, gracias a los prometedores resultados obtenidos en Kamiokande, el equipo puso en funcionamiento un detector más grande y sensible denominado Super-Kamiokande. Con este detector, los científicos pudieron aportar pruebas contundentes de que los neutrinos cambiaban de un tipo a otro de los tres existentes durante su trayectoria. Esta demostración resolvió el problema de los neutrinos solares, basándose en el razonamiento de que los primeros detectores solo podían detectar un tipo de neutrino en lugar de los tres.^[11]

En 2003 se creó el Premio Koshiba en su honor.^[12]

Koshiba fue miembro del Consejo de Patrocinadores del «Boletín de los Científicos Atómicos» y también miembro extranjero de la Academia de Ciencias de Bangladés.^[13] Fue miembro fundador del comité directivo del Premio Edogawa-Niche.^[14][15]

Murió el 12 de noviembre de 2020 en Tokio a la edad de 94 años.^{[16][17][18][2]}