Extienda la palma de la mano. Cuente hasta tres. Un billón de neutrinos acaba de atravesar la piel, el músculo y los huesos de su mano. Estas minúsculas partículas pasan por el espacio vacío de los átomos casi a la velocidad de la luz en un viaje interestelar que no deja rastro. El Experimento de Neutrinos Subterráneo Profundo (DUNE, por sus siglas en inglés) proyecta un nuevo acelerador y dos nuevos detectores de un haz de neutrinos que recorrerá 1.300 kilómetros por el subsuelo de Estados Unidos. La prueba puede aportar respuestas sobre el origen del universo.
Los neutrinos son tan ligeros y escurridizos que pueden atravesar un año luz de plomo macizo sin despeinarse. Y, sin embargo, los científicos han conseguido atraparlos. A cien metros bajo tierra, en un laboratorio a las afueras de Chicago (EE UU) existe una cueva que alberga un contenedor metálico del tamaño de un autobús, repleto de luces, instrumentos de medición y cables. Es un detector de neutrinos.
Estas partículas subatómicas ostentan varios récords en el campo de la física. Son los corpúsculos de materia más abundantes del universo y, a pesar de ello, siguen siendo un rompecabezas. Esto es porque también son los más pequeños, lo cual impide estudiarlos directamente. Nadie sabe cuál es su masa, pero los experimentos indican que debe de ser al menos 100.000 veces menor que la del electrón, que es la siguiente partícula menos pesada. Además, no tienen carga eléctrica, por lo que raramente interactúan con otros cuerpos.
Aunque los neutrinos pueden venir de muchos sitios —como las estrellas o los plátanos—, su mayor fuente terrestre es un acelerador de partículas que arroja protones contra un bloque de grafito y está cerca de esa cueva de EE UU, en las instalaciones del laboratorio de ciencia básica Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory). Los científicos creen que estas partículas podrían ser la clave para descubrir física más allá del Modelo Estándar, el marco teórico incompleto que describe el comportamiento de la materia.
Un detector más grande que el de Chicago se encuentra enterrado a 800 kilómetros de distancia, en la mina Soudan del estado de Minessota. Juntos forman el experimento NOνA. Los científicos estadounidenses han creado el haz de neutrinos —que atraviesa el detector cercano y el lejano, además de toda la materia de la corteza terrestre que los separa— para tener las mejores posibilidades de observar estas partículas y de estudiar su extraño comportamiento. Los neutrinos son como fantasmas, invisibles a los instrumentos de la ciencia, pero muy de vez en cuando alguno colisiona con un átomo del fluido que hay dentro de los detectores. Esto produce partículas con carga eléctrica que dejan rastros visibles. Encontrarlos, entonces, se convierte en cuestión de cifras: cuanto más denso sea el chorro que sale del acelerador, mayor probabilidad hay de que algún neutrino choque contra un átomo en el detector.
Pero NOνA es solo el principio. Esta instalación, que desde 2014 es el mayor experimento de neutrinos de larga distancia, está abriendo camino para algo mucho mayor: DUNE. Un nuevo acelerador y un nuevo detector serán el punto de partida para un haz de neutrinos que viajará desde Fermilab hasta el Centro de Investigación Subterráneo de Sanford (SURF), en Dakota del Sur. Allí, a un kilómetro y medio de profundidad, los investigadores de la colaboración internacional DUNE pretenden enterrar el mayor detector de la historia: cuatro módulos del tamaño de una piscina olímpica cada uno, pero seis veces más profundos, rellenos con 17.000 toneladas de argón líquido.
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El País (Ciencia)
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Con este enorme número de neutrinos atravesando cada centímetro
cuadrado de nuestro cuerpo (y nuestro planeta) uno podría preguntarse,
si pudiéramos verlos ¿cuántos neutrinos habrían en una caja? Esta
pregunta puede ser algo ridícula por dos motivos: primero, los neutrinos
son partículas fundamentales por lo que no son visibles, y segundo, los
neutrinos se mueven muy rápido, casi a la velocidad de la luz, por lo
que no es posible atraparlos. Entonces supongamos que los neutrinos
fueran visibles y les tomamos una foto, ¿cuántos neutrinos veríamos
dentro de la caja? Para responder esta pregunta el presente post tendrá
dos partes, la primera consiste en estimar cuántos neutrinos nos llegan
desde el Sol y en la segunda veremos cómo calcular los neutrinos en la
caja. Para conocer la respuesta se puede ir directo a la segunda parte,
la primera es opcional y sólo para quienes deseen aprender cómo se crean
neutrinos en el Sol y de dónde los físicos sacamos ese número tan
grande mencionado al principio.
;
sin embargo todos los experimentos mostraban que al decaer el núcleo
atómico, el electrón salía emitido con cualquier valor entre cero y 
GeV, y 
GeV, y han medido los tiempos de llegada anticipada de los neutrinos correspondientes dando como resultado 
ns, y 
ns, resp., lo que conduce a valores de 
dados por 
, y 
. Aplicando la fórmula de la teoría de la relatividad para taquiones, 
pero con masa 
y 
, resulta que se esperaría un valor de 
. Si los neutrinos fueran taquiones, un incremento en el triple de la energía significaría un cociente 
, cuando el cociente observado es del orden de la unidad (nueve veces más pequeño). Los cálculos en más detalle los podéis encontrar, por ejemplo, en Jerrold Franklin, “Superluminal neutrinos,”