sábado, 9 de noviembre de 2013

NEUTRINOS - PEQUEÑAS PARTÍCULAS CON GRANDES RESPUESTAS


Nuestra galaxia, en la cual vivimos, está impregnada de unas pequeñas partículas llamadas “neutrinos”. Cada segundo, billones de ellos pasan a través de los seres humanos. Aún cuando están en todas partes, siguen siendo un misterio; podrían ser claves para entender nuestro universo.
A través de experimentos, en los cuales se utilizan una variedad de enfoques y tecnologías,  han permitido que los físicos empiecen a obtener una imagen más completa de su comportamiento; se espera que los resultados puedan responder las preguntas que han obstaculizado a los científicos durante años.
Estos experimentos han demostrado que los neutrinos tienen una pequeña masa no nula. Aunque cada neutrino debe ser un millón de veces más ligero que un electrón, se desconoce su masa;  debido al mismo tiempo, a su abundancia, los neutrinos podrían representar varios puntos porcentuales de la masa del Universo y desempeñar un importante papel en la evolución del universo.
La frecuencia de las oscilaciones de neutrinos, depende de la diferencia de masa entre los tres tipos de neutrinos. El experimento  NO vUn pronto comenzará a enviar los neutrinos de Fermilab, al río Ash de Minnesota,  a una distancia de 810 kilómetros. Los científicos esperan que la observación de las oscilaciones resultantes, determinen que tipo de neutrino es el más pesado y cual es el más ligero.
La masa del neutrino es tan pequeña, que hasta ahora ningún experimento ha tenido éxito en su medición; viajan a casi la velocidad de la luz, de hecho tan cerca, que una conexión de cable defectuosa en un experimento de neutrinos en el Laboratorio Nacional Gran Sasso de Italia en 2011, especuló  brevemente que podría ser la única partícula conocida del Universo que viaja más rápido que la luz.

Al fin de primera semana de noviembre en curso, un grupo de científicos se reaunieron en el Fermilab, donde discutieron formas de cómo desentrañar el misterio de los neutrinos.
Esta reunión fue parte del proceso de planificación de la próxima década de investigación de la física de partículas para los Estados Unidos, del Proyecto de Priorización P5,  que estudiará una abundancia de oportunidades de investigación en la física de partículas, esperando que en la primavera  próxima se hagan las recomendaciones.

Los científicos se prepararán para los nuevos estudios, los cuales podrían conducir a obtener respuestas de algunas preguntas importantes, como ser:
Si se pudieran poner neutrinos en una escala, ¿Cuánto pesarían?
¿Son los neutrinos sus propias antipartículas?
¿Hay más de tres tipos de neutrinos?
¿Los neutrinos salen de la misma manera como lo hacen otras partículas elementales?
¿Porqué hay más materia que antimateria en el universo?
De obtener respuestas a estas preguntas, no solo ofrecerían una ventana a la física más allá del Modelo Estándar, también podrían abrir una puerta para responder preguntas sobre el origen del universo.

Muchas de las propiedades del Universo, se han obtenido mediante el estudio de los neutrinos, y las nuevas investigaciones podrían revelar nuevos aspectos y responder a las preguntas que siguen pendientes, como ser, lograr comprender las causas del desequilibrio entre la materia y la antimateria, que ha permitido a nuestro universo tener la forma que le conocemos.
Las próximas generaciones de experimentos de neutrinos, podrán revelar mayores sorpresas, como ser que los neutrinos sean idénticos a los antineutrinos, o dar pistas sobre la existencia de tipos desconocidos de neutrinos que podrían haber tenido una gran influencia a principios de la formación del universo.  Los neutrinos podrían llegar a ser las únicas partículas fundamentales que adquieren su masa a partir de una fuente que no sea el Campo de Higgs recién descubierto.

Detectar un neutrino es un desafío, por cuanto son invisibles a los detectores, por lo cual, se efectúa mediante un enfoque indirecto; registrando las partículas cargadas y el flash de luz generado cuando  un neutrino golpea un átomo, lo que infiere la existencia del neutrino.
Uno de los detectores conocidos es el Super-Kamiokande, instalado a mil metros bajo la superficie dentro de una mina bajo el monte Kamioka en Japón. 
Es un tanque cilíndrico de acero inoxidable que contiene 50.000 toneladas de agua ultra pura. Los neutrinos provenientes del Sol al pasar, interactúan con las moléculas de agua y producen  partículas cargadas.
En la actualidad, se construye un detector, el NOvA [Numi Off-Axis v,Apariencia], en el río Ash en Minnesota y que aún no estando terminado, ha logrado registrar las primeras partículas en 3D; en lugar de agua, usará scintillatort, un líquido químico que  centellea cuando las partículas pasan a su través y que permitirá observar los neutrinos lanzados en el detector del Fermilab ubicado  aproximadamente a 810 kilómetros de distancia.
Aún cuando existen otras tecnologías para detectar una mayor información relacionada con los neutrinos, los científicos siguen diseñando una próxima generación de detectores.

Fuente: Symmetry Magazine / 

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