Imagen
en 3D que muestra un muón de rayos cósmicos produciendo una lluvia de grandes energías a medida que pasa a
través del detector NOvA en Minnesota
– Crédito: Colaboración de NOvA
El
detector de neutrinos NOvA [ Numi Off-Axis v,Apariencia], aún en
construcción, ha logrado registrar las
primeras imágenes de partículas en 3D.
NOvA es el experimento de Fermilab en la física de partículas, diseñado especialmente para
detectar neutrinos. NOvA estará
compuesto de dos detectores, uno en el Fermilab [detector cercano] y el otro en
el norte de Minnesota [detector lejano]. Los neutrinos de Numi pasarán a través
de la tierra 810
kilómetros para llegar al detector lejano, que estará
cerca de la frontera con Canadá. Su objetivo principal es observar la
oscilación de los neutrinos muónicos a nutrimos electrónicos. Esta observación
permitirá como muchos neutrinos cambian
de un tipo a otro, con lo cual, NOvA esperar lograr tres resultados:
-Medición
del ángulo de mezcla θ 13
-Medición
de la CP-violar
fase δ
-Determinación de la jerarquía de masa de los neutrinos
Imagen
esquemática del detector NOvA lejos. Crédito:
Wikipedia
Recordemos
que los neutrinos son partículas subatómicas de tipo fermiónico sin carga y con
spin 1/2, y de acuerdo a lo contrario de como se pensaba que no tenían masa,
estas partículas la tienen pero es muy pequeña, lo que hace ser muy difícil de
medirla.
Al
año 2012, se considera que la masa de los neutrinos es inferior a unos 5,5 eV/c2
significando que es menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de
hidrógeno.
Esta
conclusión esta basada en el análisis de la distribución de Galaxias en el
universo, y según los científicos, es la medida más precisa hasta ahora de la
masa de los neutrinos; además, su
interacción con las demás partículas es mínima, por lo que pasan a
través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla.
Imagen
parcial del detector de neutrinos – Crédito: Cortesía de NOvA
El
detector NOvA aún se encuentra aún en construcción en Ash River, Minnesota, sin
embargo, usando su primer tramo que ya está completo, los investigadores han
empezado a recoger datos de rayos cósmicos-partículas, producidas por una
constante lluvia de los núcleos atómicos que caen en la atmósfera de la Tierra desde el espacio.
El
detector toma imágenes tridimensionales de las pistas de las partículas, a
medida que estas pasan a través de él.
La sección activa del detector
tiene unos 12 metros
de largo y 4,57 metros
de ancho (15 pies ),
una vez completo, medirá más de 200 metros de largo y 15,24 metros de ancho (50
piés). La
meta propuesta por los científicos, una vez que el detector esté completo, es
utilizarlo para descubrir las misteriosas propiedades de los neutrinos.
Los neutrinos son tan abundantes como
los rayos cósmicos en la atmósfera terrestre, pero al no tener casi ninguna
masa, raramente interactúan con otras materias. Se considera en la actualidad,
que muchos neutrinos se originaron en la Gran Explosión
Vídeo NOvA explora los misterios de los Neutrinos
A finales del presente año [2013],
está previsto que Fermilab, ubicado en las afueras de Chicago, inicie el envío de un haz de neutrinos a
través de la tierra, cubriendo los s 804,67 kilómetros
[500 millas], que lo separan del
detector NOvA.
Cuando un neutrino interactúa en el
detector NOvA, las partículas dejan rastros de luz a su paso; el detector
registra estas corrientes de luz, permitiendo a los físicos identificar el neutrino original y medir la cantidad de energía que tenía. En cambio,
los rayos cósmicos al pasar por el detector NOvA, dejan pistas rectas y depósitos
conocidos de energía, transformando en una perfecta herramienta v para la
puesta a punto del detector.
En su actual tamaño, el detector
captura más de 1.000 rayos cósmicos por segundo; y es una forma que permite
detectar los neutrinos de los rayos cósmicos, las supernovas y los del Sol. Una vez que desde el Fermilab el haz de neutrinos se
inicia, el detector NOvA toma datos cada 1,3 segundos para sincronizar con el
acelerador del Fermilab, permitiendo que dentro de esta corta ventana de tiempo, la ráfaga de neutrinos del
Fermilab sea mucho más fácil de detectar.
Bibliografía: Fermilab / Symmetry Magazine / Proyecto
NOvA / Wikipedia / Science Energy
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