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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