Gran Experimento Intentará Atrapar Misteriosos Neutrinos

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El experimento nova estudiará partículas subatómicas llamadas neutrinos que cambian de sabor y podrían ser claves para el misterio de por qué nuestro universo está hecho de materia y no de antimateria.

Los físicos han puesto la primera pieza en su lugar para que un nuevo detector estudie las propiedades extrañas de las partículas llamadas neutrinos.

Los neutrinos están a nuestro alrededor, pero rara vez chocan con otras partículas, y en su mayoría vuelan a través de personas, edificios y el planeta Tierra como si no estuvieran allí. Estas partículas subatómicas sin carga, casi sin masa vienen en tres sabores y pueden cambiar entre ellas, cambiando sus identidades una y otra vez. Sus propiedades extrañas pueden ayudar a explicar algunos misterios fundamentales del universo, como por qué está lleno de materia y no de antimateria.

Para estudiar los neutrinos, los científicos deben encontrarlos primero. Con este fin, se está construyendo un nuevo experimento llamado NOvA (Apariencia de Neutrino Fuera del Eje NuMI). El proyecto incluye dos instalaciones, una en Ash River, Minnesota, y la otra en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi, cerca de Chicago, que enviarán neutrinos de un lado a otro.

Los neutrinos pasarán fácilmente a través de las 500 millas (800 kilómetros) de tierra que separa las dos bases en menos de tres milisegundos. Una vez que llegan los neutrinos, los físicos esperan que se estrellen contra algunos de los átomos en detectores especialmente diseñados llenos de un material de centelleo líquido. Cuando lo hagan, el estallido emitirá luz en forma de fotones que se pueden medir, lo que demuestra un registro de cada encuentro de neutrinos. [Extraños quarks y muones: las partículas más diminutas de la naturaleza disecadas (infografía)]

El detector NOvA, ubicado en Ash River, Minnesota, estudiará un haz de neutrinos que se originan a 500 millas de distancia en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi, ubicado cerca de Chicago.

El detector NOvA, ubicado en Ash River, Minnesota, estudiará un haz de neutrinos que se originan a 500 millas de distancia en el Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi, ubicado cerca de Chicago.

Crédito: Fermilab

Hoy (6 de septiembre), los técnicos comenzaron a colocar el primer bloque de este detector en el sitio de Ash River.

"Este es un paso significativo hacia una mayor comprensión de los neutrinos", dijo en un comunicado Marvin Marshak, director de laboratorio de NOvA y director de investigación de pregrado en la Universidad de Minnesota. "Representa muchos meses de arduo trabajo por parte de toda la colaboración de NOvA".

El detector comprenderá 28 bloques en total, cada uno de los cuales pesa 417,000 libras (189,000 kilogramos) y mide 51 por 51 por 7 pies (16 por 16 por 2 metros). Cada bloque se colocará meticulosamente dentro de una sala de detectores de 300 pies de largo (90 m).

Los bloques estarán vacíos cuando se instalen, y se llenarán con su líquido de centelleo una vez en su lugar.

"Alrededor de una docena de científicos, ingenieros y técnicos de Fermilab y Argonne han estado en Ash River varias veces el año pasado para hacer que esto suceda", dijo Rick Tesarek, físico de Fermilab y subdirector del proyecto NOvA. "Son parte de un equipo de más de cien colaboradores que han estado trabajando activamente en el experimento".

Una vez que NOvA esté en funcionamiento, será el experimento de neutrinos más avanzado en América del Norte, dicen los científicos. Está previsto que empiece a tomar datos en 2013.

La máquina se centrará en desentrañar el rompecabezas de los sabores de neutrinos. Los neutrinos vienen en tres tipos (electrón, muón y tau), cada uno de los cuales está asociado con las partículas elementales que llevan esos nombres. Los neutrinos se transforman entre estos sabores a diferentes velocidades, y las partículas asociadas a la antimateria de cada uno de estos neutrinos cambian los sabores a diferentes velocidades aún.

Los físicos creen que esta discrepancia entre el comportamiento de los neutrinos de la materia y los neutrinos de la antimateria puede explicar el desequilibrio entre la materia y la antimateria que queda después de que el Big Bang inició el universo.

Pero para descifrar esto, los científicos necesitan más medidas para precisar la frecuencia de tales transformaciones.

"Todos han estado observando para ver qué experimento dará el próximo gran paso para descubrir las propiedades de los neutrinos", dijo Mark Messier, físico de la Universidad de Indiana y co-portavoz del experimento NOvA. "El experimento NOvA debería serlo. Está en una posición única para ser el primer experimento en determinar el orden de las masas de los tres neutrinos".

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