Partículas De Antimateria Extrañas Descubiertas En El Subsuelo Profundo

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Partículas exóticas llamadas geuneutrinos podrían revelar secretos detrás de terremotos y volcanes.

Según informan los científicos, se han detectado partículas de antimateria exóticas en el interior de la Tierra.

El estudio de estas partículas, que se cree que resultan de la descomposición radioactiva dentro de la Tierra, podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo el flujo de calor dentro de nuestro planeta afecta los eventos de la superficie como los volcanes y los terremotos.

Las partículas, llamadas geoneutrinos, están hechas de un tipo extraño de materia llamada antimateria, que tiene propiedades opuestas a las de la materia regular. Cuando una partícula regular, como un electrón, se encuentra con su compañero de antimateria, llamado positrón, los dos se aniquilan mutuamente en una explosión energética.

Los geoneutrinos son los socios de la antimateria de los neutrinos, que son partículas muy ligeras, con carga neutra que se crean dentro del sol y cuando un rayo cósmico golpea un átomo normal. Un proyecto anterior llamado KamLAND en Japón encontró los primeros signos de posibles geoneutrinos en 2005.

Esfera de acero gigante

Los investigadores de la colaboración Borexino en el Laboratorio Nacional Gran Sasso del Instituto Italiano de Física Nuclear descubrieron a los geoneutrinos dentro de un detector de esfera de nylon que contiene 1,000 toneladas de un líquido de hidrocarburo. Esta esfera está encerrada dentro de una esfera de acero inoxidable más grande en la que una serie de fotodetectores ultrasensibles apuntan hacia el globo interno de nailon. Ambas capas están encerradas dentro de una tercera esfera de acero de 45 pies (13,7 m) de diámetro que contiene 2,400 toneladas de agua altamente purificada.

Todo el experimento está enterrado a casi una milla (1,6 km) por debajo de la superficie de la montaña Gran Sasso en Italia. [Imagen de la esfera de acero gigante]

Todas estas fortificaciones sirven para proteger el experimento y no detectar nada más que neutrinos y geoneutrinos. Estas partículas son increíblemente difíciles de encontrar, porque atraviesan casi todo sin interactuar de ninguna manera. Durante un año entero de búsqueda de los geoneutrinos esquivos, el experimento detectó solo unas pocas señales. La detección de neutrinos solares, que produce un patrón diferente, es algo más común.

Los investigadores detallaron sus resultados de dos años de operaciones, hasta diciembre de 2009, en un artículo publicado en la edición de abril de la revista Physics Letters B.

"Este es un resultado importante", dijo en un comunicado el co-investigador Frank Calaprice, físico de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey. "Muestra que se han detectado geoneutrinos y establece firmemente una nueva herramienta para estudiar el interior de la Tierra".

El calor interior de la tierra

Se cree que los geoneutrinos se forman a partir de la descomposición radioactiva del uranio, el torio y el potasio dentro de la corteza terrestre (su capa más externa) y el manto (la capa debajo de esta, que se extiende a 1,800 millas, o 2,900 km, debajo de la superficie).

Los investigadores esperan que al estudiar los geoneutrinos, puedan aprender más sobre cómo los elementos en descomposición aumentan el calor debajo de la superficie de la Tierra y afectan procesos como la convección en el manto. Una pregunta abierta es si el deterioro radioactivo domina el calentamiento en esta capa, o simplemente se suma al calor de otras fuentes.

La convección es un proceso de mezcla impulsada por calor que empuja un flujo de roca caliente desde lo profundo del interior hasta la superficie del planeta. Esto impulsa la tectónica de placas, desplazando los continentes, extendiendo el lecho marino y causando la erupción de volcanes y temblores de terremotos.

Los resultados del nuevo estudio sugieren que la radioactividad dentro de la Tierra probablemente contribuye con una fracción significativa del calor en el manto, dijo Calaprice.

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