martes, 25 de octubre de 2011

LOS NEUTRINOS

Ana Hernández de 4º ESO nos manda información sobre los neutrinos y el experimento que asegura que los neutrinos viajan a velocidades superiores a la luz lo que incumple la teoría de la relatividad especial de Einstein


Los neutrinos son partículas subatómicas de tipo fermiónico y sin carga. Desde hace unos años se sabe, en contra de lo que se pensaba, que estas partículas tienen masa, pero muy pequeña, y es muy difícil medirla. Hoy en día, se cree que la masa de los neutrinos es menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de hidrógeno. Su conclusión se basa en el análisis de la distribución de galaxias en el universo y es, según afirman estos científicos, la medida más precisa hasta ahora de la masa del neutrino. Además, su interacción con las demás partículas es mínima por lo que pasan a través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla.
Los neutrinos no se ven afectados por las fuerzas electromagnética o nuclear fuerte, pero sí por la fuerza nuclear débil y la gravitatoria
Primera observación de un neutrino en una cámara de burbujas, en 1970 en el Argonne National Laboratory de EEUU, la observación se realizo gracias a las líneas observadas en la Cámara de burbujas basada en hidrógeno líquido.

Descubierto en 1956 por Fred Reines y Clyde Cowan. En el universo hay muchos neutrinos (250 en cada centímetro cuadrado del cosmos), pero como éstos no sienten la fuerza nuclear fuerte ni la fuerza electromagnética, es muy difícil detectarlos. En el tiempo que usted demora en leer esta frase, millones de neutrinos han atravesado su cuerpo. Los neutrinos son partículas producidas en gran cantidad en el curso de los procesos termonucleares que se llevan a cabo en el interior de las estrellas. Se calcula que, sólo del Sol, nosotros recibimos un flujo equivalente a diez mil millones de cm cuadrados por segundo.
reacciones de fotrmación de neutrinos

Desde Ginebra, los investigadores generan neutrinos haciendo chocar protones contra placas de grafito. Otro equipo los recibe tras su viaje bajo los Alpes, mide el tiempo transcurrido y lo compara con el que habría tardado un haz de luz en el vacío.
Los mejores lugares para estos análisis son minas abandonadas o grandes cuevas como la de Opera, donde los millones de neutrinos que llegan desde el espacio quedan atenuados por la corteza terrestre. 
Los investigadores dispararon neutrinos desde Ginebra y observaron su llegada al Gran Sasso tras un sprint de 730 kilómetros bajo tierra. Los resultados mostraban obstinados lo imposible: más de 15.000 neutrinos habían batido a la luz por 60 milmillonésimas de segundo.

Detector de neutrinos bajo tierra

SUPERKAMIOKANDE | 07-12-2009
Interior de la gran vasija del detector de neutrinos subterráneo Superkamiokande, en Japón, durante su puesta a punto

La opinión más extendida entre los físicos especialistas es de escepticismo, debe haber algún error en las medidas, pero hay que analizarlo todo a fondo antes de estar seguros. Además, dado que otros experimentos de este tipo realizados en EE UU y Japón sobre todo (tienen, de momento, menos precisión que el de Gran Sasso) no han encontrado esta señal de los neutrinos superlumínicos, lo primero que hay que hacer, como siempre en ciencia, es confirmar los nuevos datos con otro experimento independiente.

3 comentarios:

  1. PILAR GERMAN MALDONADO CMC
    hoy hemos ido al real jardin botanico de madrid fundado por carlos tercero el jardon cuenta con mas de cinco mil especies de los distintos continentes,pero nosotros nos hemos centrado en un taller en concreto de los bosques del mundo,en el cual hemos conocido mas acerca de las diferentes plantas que habitan en cada bosque hemos visto el bosque tropical de plantas con hojas grndes para el agua tallo fino y las plantas mas pegadas al suelo de color rojizo puesto que tienen otros pigmentos diferentes a la clorofila hemos visto el clima desertico en el que las hojas son duras y pequeñas para aprovechar el agua como en algunas zonas de canarias el bosque caducifolio que podemos encontrar en el norte de españa con arboles que pierden sus hojas en invierno, el bosque mediterraneo con hojas pequeñas duras y con pelillos en el enves y algunos de sus arboles tienen el tronco de corcho que es inifugo es decir no se qema en los incendios y el bosque de coniferas que tienen las hojas en forma de aguja .
    despues de este taller hemos pasado a la parte que en mi opinion a sido la mas divertida, buscar determinados arboles por el jardin botanico al principio a sido dificil porque no encontrabas ninguno pero al final a sido bastante divertido y luego por ultimo hemos ido a ver una exposicion de fotografias que no a estado mal
    a sido un gran dia y el colegio podria organizar mas excursiones de este tipo en las que no se descuide un trabajo cultural y tiempo para divertirse

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  2. Dos posibles errores cuestionan el experimento de los neutrinos
    Al final, parece que Einstein tenía razón. Los neutrinos probablemente no sean más rápidos que la luz, después de todo. Los datos registrados por el experimento Opera el pasado mes de septiembre y que pusieron en duda la Teoría de la Relatividad, aparentemente se debieron a una anomalía en el funcionamiento del aparato de medición.
    Según informa la web de la revista 'Science', el resultado que dio que los neutrinos eran 60 nanosegundos más rápidos que la luz se debió a una "mala conexión" entre un cable de fibra óptica que va conectado a un ordenador con receptor GPS utilizado para medir el tiempo de los neutrinos.
    El propio Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) ha reconocido en un comunicado que se han identificado dos posibles fallos que ponen en tela de juicio los resultados del famoso y polémico experimento.
    Dos posibles errores
    El primer posible error pudo deberse a una conexión defectuosa en el cable de fibra óptica que conecta el reloj central del experimento con el GPS exterior. La segunda anomalía pudo ser un fallo en la frecuencia del oscilador del cronómetro interno del experimento.
    El CERN explica que estos dos fallos podrían haber producido efectos opuestos. Es decir, mientras el ajuste del cable podría suponer un aumento en la velocidad de los neutrinos, la corrección de la frecuencia podría disminuirla.
    Antes de conocerse esta eventual equivocación, estaba previsto repetir los experimentos el próximo mes de mayo. Sin embargo, el portavoz del CERN James Gilles considera que esta agenda probablemente se verá alterada y los experimentos se reanudarán una vez subsanados los errores.
    Gilles reconoce que los sorprendentes resultados del laboratorio ahora están en duda. "Se ha encontrado una posible explicación. Pero no lo sabremos con seguridad hasta que hayamos hecho las pruebas con un nuevo experimento", dijo Gilles.
    Controversia científica
    Físicos que participaron en el experimento dijeron que cuando informaron de sus resultados revisaron en múltiples ocasiones durante varios meses cualquier cosa que pudiera haber producido una lectura errónea antes de anunciar sus hallazgos.
    Una segunda prueba, cuyos resultados fueron anunciados en noviembre, pareció confirmar que los neutrinos viajaban más rápido que la luz. Pero muchos expertos se mantenían escépticos frente a un resultado que habría anulado uno de los principios fundamentales de la física moderna.
    Edward Blucher, presidente del Departamento de Física de la Universidad de Chicago, dijo que el hallazgo original habría sido impresionante si hubiese sido cierto. En su momento, la investigación provocó mucha controversia en la comunidad científica, pero muy pocos físicos defendían la validez de los resultados, y la mayoría estaba convencida de que tenían que deberse a un error.
    "No creo que haya conocido a nadie que dijera que apostaba a que era cierto. Creo que la gente del experimento trabajó de forma tan cuidadosa como pudo y creo que se les acabaron las ideas sobre qué pudo haber salido mal y decidieron presentarlo", declaró.
    "Quizás debieron haber esperado unos pocos meses más", agregó

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  3. Si a Shackleton o a Amundsen les hubiesen contado que algún día habría un laboratorio gigante con aspecto de nave espacial sobre los mismos hielos que destrozaban sus barcos y mataban a sus tripulaciones en la Antártida, hubieran pensado que se trataba de una locura. Y lo mismo le ocurrió en los años 70 a las autoridades norteamericanas cuando escuchaban a un grupo de investigadores de Estados Unidos plantear la idea de construir un cubo de un kilómetro por un kilómetro enterrado a 2.500 metros de profundidad bajo el hielo de la Antártida para observar los neutrinos que llegan desde el Universo. Pero esa locura es una realidad que acaba de producir sus primeros resultados importantes, y prometen revolucionar la Astronomía.
    El grupo de 276 científicos de 12 países que trabaja en IceCube ha detectado por primera vez neutrinos -un tipo de partículas subatómicas que pueden generarse en el Sol, en fenómenos astrofísicos como el Big Bang, el CERN o en las centrales nucleares- de alta energía que proceden de más allá de nuestra galaxia.
    «Este es el primer indicio de neutrinos de muy alta energía de fuera del Sistema Solar», explicaba ayer Francis Halzen, investigador principal de IceCube, profesor distinguido de Física en la Universidad de Wisconsin-Madison y verdadero padre intelectual del proyecto. «Es muy gratificante ver finalmente lo que hemos estado buscando. Este es el comienzo de una nueva era para la Astronomía», sentenció.
    La frase de Halzen está justificada. Este descubrimiento supone que se podrá utilizar la información que se pueda extraer de los neutrinos provenientes del espacio para hacer Astronomía. Según, Juan Antonio Aguilar, investigador de la Universidad de Ginebra y miembro del equipo de IceCube, el hallazgo es similar a la primera vez que se utilizaron rayos X o radiación Gamma para obtener imágenes del espacio profundo, dos técnicas que revolucionaron la investigación astronómica moderna.
    Una nueva puerta al espacio
    Los neutrinos pueden producirse a partir de muchas fuentes, algunas del espacio y otras situadas en la atmósfera terrestre. De hecho, esta no es la primera vez que se detectan neutrinos cósmicos. En 1987, varios detectores alrededor del mundo observaron un pulso de neutrinos de baja energía producidos por una supernova cercana (una explosión estelar).
    El número de neutrinos extraterrestres detectados -28- puede parecer escaso para dos años de trabajo, pero la clave está en la energía que tienen. «Los neutrinos que hemos detectado tienen energías entre un millón y mil millones más energía que los neutrinos solares o de la Supernova de 1987», explica Carlos de los Heros, profesor de la Universidad de Uppsala y uno de los investigadores que diseñaron el prototipo del observatorio IceCube. Nunca se habían detectado estas partículas de muy alta energía -porque hasta la construcción de IceCube no existía ningún observatorio capaz de hacerlo-, y eso abre una nueva puerta a la exploración del espacio.
    IceCube es la trampa de neutrinos más sensible que se haya construido jamás y la única lo bastante grande para cazar neutrinos cósmicos de muy alta energía. El observatorio astronómico, al contrario que los telescopios que todo el mundo puede tener en mente, consiste en 87 agujeros taladrados en el hielo polar hasta una profundidad de más de 2.000 metros. En cada uno de ellos se desliza una cuerda que lleva anudados unos detectores del tamaño de pelotas de baloncesto. Y son precisamente esas esferas las responsables de captar las tenues señales de los neutrinos que atraviesan la Tierra provenientes de la atmósfera, del Sol y del espacio exterior al Sistema Solar.
    El Sol emite un flujo muy intenso de neutrinos, pero son de una energía muy baja, de unos 10 MeV. Y la misma magnitud emiten las supernovas o las centrales nucleares, debido a la desintegración de núcleos inestables producidos al quemar el combustible.

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