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Martes, 11 agosto 2015
Física

Detectan la transformación espontánea de neutrinos tras 800 kilómetros de recorrido

En un nuevo resultado de importancia histórica del experimento NOvA, este ha ofrecido pruebas contundentes del enigmático fenómeno de la oscilación de neutrinos entre su naturaleza original y otras.

 

El experimento NOvA constituye una búsqueda de nuevos conocimientos sobre las abundantes pero aún misteriosas partículas llamadas neutrinos, que pasan a través de la materia ordinaria como si esta no estuviera ahí. Los primeros resultados del NOvA verifican que el masivo detector de partículas del experimento (15 metros de alto y ancho y 61 de largo) funciona bien y está detectando neutrinos disparados desde 800 kilómetros (500 millas) de distancia.

 

El rayo de neutrinos generado en el Laboratorio del Acelerador Nacional estadounidense Fermi (Fermilab), en Illinois, pasa a través de un detector subterráneo cercano, que mide la composición de los neutrinos del rayo antes de que este deje el Fermilab. Las partículas viajan entonces en línea recta más de 800 kilómetros a través de la Tierra, sin necesidad de túnel alguno, oscilando (cambiando de tipo) por el camino. Aproximadamente una vez por segundo, el acelerador del Fermilab envía billones de neutrinos hacia Minnesota, pero estas esquivas partículas interaccionan tan infrecuentemente con el resto de la materia normal que solo se registrarán unos pocos en el detector lejano.

 

Cuando un neutrino choca contra un átomo en el detector NOvA, libera un rastro de partículas y de luz, una especie de firma, dependiendo del tipo que sea: un neutrino electrónico, uno muónico o uno tauónico. El rayo que se origina en el Fermilab está hecho casi completamente de un único tipo (neutrinos muónicos) y los científicos pueden medir cuántos de estos desaparecen a lo largo de su viaje y reaparecen como neutrinos electrónicos.

 

[Img #29874]

 

Una interacción candidata a neutrino electrónico detectada en el experimento NOvA. El gráfico de arriba muestra la vista superior, mirando hacia abajo en el detector; la gráfica inferior muestra la vista lateral. Se muestran las células del detector donde se detectaron partículas procedentes de la interacción. El más largo de los dos rastros en cada imagen se corresponde a un electrón de alta energía, lo que nos dice que probablemente es fruto de una interacción con un neutrino electrónico. El rastro más corto corresponde probablemente a un protón. (Foto: NOvA collaboration)

 

Las predicciones indican que, si no se produjeran oscilaciones, los resultados mostrarían la llegada de 201 neutrinos muónicos al lejano detector del NOvA; en cambio, solo se vieron apenas 33, prueba de que los neutrinos muónicos estaban desapareciendo a medida que se transformaban en neutrinos de los otros dos tipos (o “sabores” en la jerga de los físicos). De manera similar, si no se produjeran oscilaciones, los científicos esperarían ver la aparición de solo un neutrino electrónico (debido a las interacciones de fondo). Pero el grupo vio seis de tales sucesos, prueba de que algunos de los neutrinos muónicos que faltaban se habían convertido en neutrinos electrónicos.

 

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