La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Un cazador de sombras de neutrinos recorre Europa

Posted by Carlos en enero 3, 2007

KATRIN spectrometer

Impresionante imagen, ¿verdad? No se trata del rodaje de la segunda parte de La Guerra de los Mundos, ni de que una nave de transporte angosiana haya aterrizado en mitad de un pueblo. Lo que aquí vemos es uno de los componentes de KATRIN, un experimento de física de partículas, a su paso por el pueblo alemán de Eggenstein-Leopoldshafen, tal como nos cuenta Sabine en Backreaction (más fotos disponibles en su blog). Concretamente se trata del espectrómetro principal, un recipiente de acero de unos 10 metros de diámetro, unos 25 metros de largo, y 200 toneladas de peso. Sus enormes dimensiones han causado que para ir desde Deggendorf (donde se construyó) hasta Karlsruhe (su destino final, a unos 400 km de distancia) haya tenido que realizar un rocambolesco recorrido por media Europa, incluyendo el Mediterráneo y el Atlántico. Aquí podemos ver una fotografía en la que se aprecia su escala junto a un par de personas (hay también un vídeo interesante aquí; son 36MB). En las imágenes inferiores se puede apreciar un esquema de este componente, así como de su lugar dentro del sistema completo.

KATRIN spectrometer schema

KATRIN experiment overview

El objetivo del experimento es determinar la masa del neutrino electrónico, una de las más elusivas partículas elementales, ya que su ausencia de carga eléctrica, y su ínfima masa -si la tiene- la hacen muy difícil de detectar. De hecho, aunque en el modelo estándar se asume que no tiene masa, ahora se piensa que realmente su masa no es nula. La determinación de su masa tendría consecuencias muy importantes a nivel cosmológico, ya que -fotones aparte- los neutrinos son las partículas elementales más abundantes del Universo.

Para realizar la determinación de la masa del neutrino electrónico se empleará un método indirecto. Concretamente, se estudiará la desintegración beta del tritio, que produce un núcleo de Helio-3, un electrón, y un antineutrino electrónico, tal como se ve en la figura adjunta.

Tritium beta decay

Como la masa del neutrino es tan pequeña, lo que se hará es medir la energía de los electrones producidos. Si la masa del neutrino es distinta de cero, la distribución de energía de los electrones diferirá de la que la teoría predice para un neutrino sin masa. Calculando la diferencia en el extremo de la distribución se podrá estimar dicha masa equivalente.

Energy distribution tritium decay

Lo novedoso del experimento es entre otras cosas la alta precisión del espectrómetro (0.2 eV/c2), lo que permitirá determinar si la masa equivalente del neutrino es superior a 0.35 eV/c2 (la cota superior en este momento es de 2.2 eV/c2). Es bastante posible que el resultado del experimento sea negativo, en el sentido de que la masa del neutrino sea todavía menor. En cualquier caso, esto permitirá seguir acotando su magnitud, a la espera de futuros experimentos que puedan hilar más fino.

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2 comentarios to “Un cazador de sombras de neutrinos recorre Europa”

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