El experimento que gano el Nobel de Física, te lo explicamos
Hoy es un día muy importante para la ciencia, pues Takaaki Kajita y Arthur McDonald, físicos involucrados en el proyecto T2K, han ganado el Premio Nobel de Física por este experimento.
Pero ¿qué significa? Es más importante de lo que pensamos, pues por primera vez se avala que las partículas más pequeñas del universo podrían contener la respuesta a la interrogante acerca del origen de todas las cosas.
¿Se imaginan unas partículas que, mientras están leyendo esto, corren por su cuerpo, su silla o su ropa? ¿Que atraviesan su cama mientras duermen? Eso son los neutrinos, unas partículas subatómicas a las que el físico Frederick Reines, ganador del Nobel de Física en 1995, bautizó como “La más pequeña cantidad de la realidad jamás imaginada por un ser humano”. Y no era una broma. Estas diminutas partículas que durante muchos años se creyó no tenían ni masa de tan pequeñas que parecían, podrían tener la clave de la desaparición de la antimateria en el Universo.
T2K es un experimento que puede cambiar el curso de la historia. Con unos 500 científicos de 59 instituciones trabajando en él, esta innovación busca encontrar cómo se transforman unas pequeñas partículas llamadas neutrinos al desplazarse a través de todas las cosas que conocemos. Se trata de un proyecto que incluye al Super Kamiokande, un experimento similar al del Súper Colisionador de Hadrones y que fue creado por varios países: Japón, Canadá, Francia, Alemania, Italia, Corea del Sur, Polonia, Rusia, España, Suiza, Estados Unidos e Inglaterra. Con él se ha podido observar de qué manera se realiza la oscilación de los neutrinos y bajo qué condiciones (que fue lo que le dio el Nobel a Kajita y a McDonald). Uno de los primeros resultados, que se considera todo un descubrimiento, es que se ha podido comprobar el cambio que experimentan los neutrinos al viajar cierta cantidad de kilómetros.
Así funciona, paso a paso, el T2K
El nombre de este invento se debe a una de las fases del procedimiento en el que se envían neutrinos bajo la superficie terrestre desde Tokai, en el este de Japón, hasta el observatorio gigante de neutrinos Super Kamiokande en Kamioka, de allí que se llame Tokai to Kamioka. Su funcionamiento se realiza de la siguiente manera:
1.-Se aceleran protones para que alcancen una alta concentración de energía que finalmente decae y genera neutrinos Muón.
El muon o muón (que toma su nombre de la letra griega my, µ) es una partícula elemental masiva que pertenece a la segunda generación de leptones. Su espin es 1/2. Posee carga eléctrica negativa, como el electrón, aunque su masa es 200 veces mayor que el peso del electrón, y su vida es algo más larga que otras partículas inestables (2,2 µs). Está asociada con su correspondiente antipartícula, el antimuón (µ+).
2.-Antes de que se conviertan en neutrinos Muón, las partículas se alinean para lograr que se muevan todas hacia la misma dirección.
El neutrino muónico es una partícula elemental que pertenece al grupo de los leptones. Tiene espín ½, y una masa muy pequeña, pero no nula.
Como tiene una masa tan pequeña, siempre se mueve a una velocidad cercana a la velocidad de la luz, por eso los científicos pensaban que el neutrino carecía de masa, y era por tanto un luxón. Más adelante se descubriría el fenómeno de la oscilación de neutrinos, que consiste básicamente en que los neutrinos cambian constantemente de sabor. Como consecuencia de la oscilación, los neutrinos deben de tener una masa no nula.
No tiene carga eléctrica, y como sólo interacciona a través de la interacción débil (la interacción gravitatoria en el mundo de las partículas es ínfima), es una partícula muy difícil de detectar, y además (debido a la oscilación) es prácticamente indistinguible de los otros dos neutrinos del modelo estándar.
3.-Se impulsan en el laboratorio J-Parc de Japón para hacerlos recorrer una distancia de 295 kilómetros.
4.-Pasados los 295 kilómetros llegan a Kamiokande y allí se observa qué neutrinos pasaron de Muón a Eléctricos y se determina a qué distancia se realizó esta conversión.
Una de las cosas más importantes de esta investigación radica en el hecho de que estamos a punto de saber si los neutrinos son los responsables de la aparición y desarrollo de los agujeros negros, todo un enigma para la ciencia.
Y quizá podríamos descubrir que las partículas más difíciles de ver y las que menos han llamado la atención de los especialistas a lo largo de la historia de la humanidad, poseen la clave de nuestra propia existencia.
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