Mensaje Transmitido A Través De La Roca Con Partículas Exóticas

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Las partículas fundamentales llamadas neutrinos pueden pasar directamente a través de la tierra para enviar mensajes.

Por primera vez, los científicos han usado los neutrinos, las partículas exóticas fundamentales que pasan habitualmente a través de la Tierra, para enviar un mensaje a través del suelo.

Los investigadores han estado intrigados por las posibilidades de comunicación de los neutrinos, ya que estas partículas pueden viajar fácilmente a través de la materia, incluido un planeta, sin detenerse, desacelerar o desviarse de la dirección.

Los neutrinos son partículas extremadamente pequeñas con una masa casi cero y una carga neutra. Por lo tanto, son impermeables a las fuerzas electromagnéticas y responden muy débilmente a la gravedad. Casi nunca chocan con otras partículas, generalmente pasan directamente a través de los átomos que forman la materia.

Ahora, los científicos han aprovechado con éxito los neutrinos para enviar un mensaje de un lugar a otro, deletreando la palabra "neutrino" en un código binario de partículas. [Las partículas más pequeñas de la naturaleza disecadas (infografía)]

Teléfono de partículas

Los investigadores utilizaron el acelerador de partículas NuMI en el Laboratorio Nacional de Aceleradores de Fermi en Batavia, Illinois, para crear haces de neutrinos, que resultan cuando los protones acelerados chocan contra una pared de átomos de carbono. (NuMI significa "Neutrinos at the Main Injector").

Luego, los científicos enviaron este rayo hacia un detector de neutrinos a aproximadamente 1 kilómetro de distancia, enterrados en una caverna.

Debido a que los neutrinos rara vez interactúan con otras partículas, son extremadamente difíciles de detectar. El detector, llamado Minerva, contiene capas de diferentes materiales, incluyendo carbono, plomo y hierro. A medida que los neutrinos pasan a través de él, ocasionalmente un neutrino colisionará de frente con el núcleo de uno de estos átomos, creando otras partículas que son visibles para el detector.

"La probabilidad de que eso ocurra es muy pequeña, pero si tiene una masa lo suficientemente grande en el detector, ocurrirá con la frecuencia suficiente para recibir una señal", dijo el líder del estudio, Dan Stancil, ingeniero eléctrico de la Universidad Estatal de Carolina del Norte. "Uno de cada 10 mil millones de neutrinos crea un evento".

Para enviar su mensaje, los investigadores activaron y desactivaron su haz de neutrinos a la manera de un sistema binario de 1s y 0s utilizado por las computadoras para encapsular información.

Los haces de neutrinos normalmente vienen en pulsos, uno cada 2.2 segundos. Para hacer un 1, los científicos activaron el haz de neutrinos y dejaron que enviara su señal al detector. Para hacer un cero, detuvieron el rayo, perdiendo un pulso. Por lo tanto, fueron capaces de deletrear "neutrino" de una manera que los científicos pudieron leer en el detector.

Los resultados se informan en un artículo presentado a la revista Modern Physics Letters A.

Los científicos emitieron un mensaje a través del suelo utilizando neutrinos en un código binario.

Los científicos emitieron un mensaje a través del suelo utilizando neutrinos en un código binario.

Crédito: Universidad de Rochester

Comunicaciones submarinas

Aunque es solo un primer paso, Stancil dice que la técnica podría ser útil en situaciones donde los métodos normales de envío de comunicaciones no funcionan.

Por ejemplo, Stancil le dijo a WordsSideKick.com, "es realmente casi imposible y poco práctico comunicarse con un submarino cuando están en profundidad. El agua de mar tiene cierta conductividad eléctrica, y como resultado las ondas de radio no penetran muy profundamente. Así que creo que Sería interesante tener alguna forma de transmitir mensajes ".

Las moléculas en el agua alrededor de un submarino potencialmente podrían servir como un detector de neutrinos. Debido a que la creación de neutrinos actualmente requiere un potente acelerador de partículas, el submarino solo podría recibir mensajes, no enviarlos.

Stancil también dijo que un dispositivo de comunicaciones de neutrinos podría ser útil como respaldo durante una catástrofe que destruyó la infraestructura existente.

"En principio, podría tener comunicación en línea recta a través del centro de la Tierra, sin satélites ni cables", dijo Stancil. "Puedo imaginar que podría haber ciertas situaciones estratégicas en las que eso podría ser muy valioso".

Sin embargo, la comunicación de neutrinos está muy lejos de ser práctica, dijo el científico. Además de requerir aceleradores de partículas, tales sistemas se verían obstaculizados por el hecho de que la intensidad de la señal disminuye con la distancia, por lo que se necesitarían haces mucho más densos que los disponibles actualmente para enviar un mensaje muy lejos. Y los detectores de neutrinos en sí mismos son asuntos complejos que deberían simplificarse para hacer un dispositivo de comunicación utilizable.

"Por supuesto, nuestra tecnología actual requiere enormes cantidades de equipos de alta tecnología para comunicar un mensaje utilizando neutrinos, por lo que esto no es práctico ahora", dijo Kevin McFarland, profesor de física de la Universidad de Rochester que trabajó en el proyecto, en un comunicado.. "Pero el primer paso hacia la utilización de neutrinos para la comunicación en una aplicación práctica es una demostración de la tecnología actual".

¿Mensajes de viaje en el tiempo?

Esta no es la primera vez que los neutrinos han hecho noticias últimamente.

Un equipo de físicos en el laboratorio del CERN en Ginebra, Suiza, informó el año pasado que habían visto a los neutrinos aparentemente viajando más rápido que la luz. El controvertido hallazgo refutó una de las teorías más exitosas de la física, la teoría general de la relatividad de Einstein, que afirma que nada puede moverse más rápido que la velocidad de la luz.

De acuerdo con la extraña relación entre el espacio y el tiempo, los objetos que podrían romper este límite de velocidad cósmica tendrían que viajar hacia atrás en el tiempo, según la teoría. Así que si los neutrinos son tan rápidos, también pueden ser viajeros del tiempo, han sugerido los físicos.[10 Implicaciones de los neutrinos más rápidos que la luz]

Y si los neutrinos pueden viajar más rápido que la luz, eso significa que un sistema de comunicaciones de neutrinos podría enviar mensajes al pasado.

Sin embargo, la mayoría de los expertos piensan que los resultados del CERN fueron una anomalía causada por un error en el análisis o en la configuración experimental.

"El último sentido es que los neutrinos no fueron más rápidos que la luz", dijo Stancil. "Ciertamente, tendríamos que reflexionar sobre las implicaciones para las comunicaciones, pero no anticipo que algo así sería posible".

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