Neutrino

Neutrino ν
e
, ν
μ
, ν
τ
, ν
e
, ν
μ
, ν
τ
Composición Partícula elemental
Familia Fermión
Interacción Débil y gravitatoria
Estado Descubierta
Antipartícula Antineutrino (Ella misma partículas Majorana)
Teorizada

ν
e
(Neutrino electrónico): 1930, Wolfgang Pauli
ν
μ
(Neutrino muónico): final de los años 40

ν
τ
(Neutrino tauónico): a mediados de los años 70
Descubierta ν
e
: Clyde Cowan y Frederick Reines (1956)
ν
μ
: Leon Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger (1962)
ν
τ
: DONUT collaboration (2000)
Tipos 3: Neutrino electrónico, Neutrino muónico y Neutrino tauónico
Masa

ν
e
: < 2 eV
ν
μ
: < 190 keV

ν
τ
: < 18,2 MeV[1]
Carga eléctrica 0 e
Espín 12
Hipercarga débil -1
[ editar datos en Wikidata]
Primera observación de un neutrino en una cámara de burbujas, en 1970 en el Argonne National Laboratory de EE. UU., la observación se realizó gracias a las líneas observadas en la cámara de burbujas basada en hidrógeno líquido.

Los neutrinos (término que en italiano significa ‘pequeños neutrones’, inventado por el científico italiano Enrico Fermi) son partículas subatómicas de tipo fermiónico, sin carga y espín 1/2. Desde principios del siglo XXI, luego de varios experimentos llevados a cabo en las instalaciones del Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO) en Canadá y el Super-Kamiokande en Japón entre otros, se sabe, contrariando al modelo electrodébil, que estas partículas tienen masa, pero muy pequeña, y es muy difícil medirla. Al 2016, la cota superior de la masa de los neutrinos es 5,5 eV/c2, lo que significa menos de una milmillonésima parte de la masa de un átomo de hidrógeno.[2] Su conclusión se basa en el análisis de la distribución de galaxias en el universo y es, según afirman estos científicos, la medida más precisa hasta ahora de la masa del neutrino. Además, su interacción con las demás partículas es mínima, por lo que pasan a través de la materia ordinaria sin apenas perturbarla.

La masa del neutrino tiene importantes consecuencias en el modelo estándar de física de partículas, ya que implicaría la posibilidad de transformaciones entre los tres tipos de neutrinos existentes en un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos.

En todo caso, los neutrinos no se ven afectados por las fuerzas electromagnética o nuclear fuerte, pero sí por la fuerza nuclear débil y la gravitatoria.

Historia

La existencia del neutrino fue propuesta en 1930 por el físico Wolfgang Pauli para compensar la aparente pérdida de energía y momento lineal en la desintegración β de los neutrones según la siguiente ecuación:

Wolfgang Pauli interpretó que tanto la masa como la energía serían conservadas si una partícula hipotética denominada «neutrino» participase en la desintegración incorporando las cantidades perdidas. Desafortunadamente, esta partícula hipotéticamente prevista había de ser sin masa, ni carga, ni interacción fuerte, por lo que no se podía detectar con los medios de la época. Esto era el resultado de una sección eficaz muy reducida (). Durante 25 años, la idea de la existencia de esta partícula sólo se estableció de forma teórica.

De hecho, es muy pequeña la posibilidad de que un neutrino interactúe con la materia ya que, según los cálculos de física cuántica, sería necesario un bloque de plomo de una longitud de un año luz (9,46 billones de kilómetros) para detener la mitad de los neutrinos que lo atravesaran.

En 1956 Clyde Cowan y Frederick Reines demostraron su existencia experimentalmente. Lo hicieron bombardeando agua pura con un haz de 1018 neutrones por segundo. Observaron la emisión subsiguiente de fotones, quedando así determinada su existencia. A este ensayo, se le denomina experimento del neutrino.

En 1962 Leon Max Lederman, Melvin Schwartz y Jack Steinberger mostraron que existía más de un tipo de neutrino al detectar por primera vez al neutrino muónico. En el año 2000 fue anunciado por parte de la Colaboración DONUT en Fermilab el descubrimiento del neutrino tauónico. Su existencia ya había sido predicha, puesto que los resultados del decaimiento del bosón Z medidos por LEP en CERN eran compatibles con la existencia de 3 neutrinos.

En septiembre de 2011, la colaboración OPERA anunció que el análisis de las medidas para la velocidad de los neutrinos en su experimento arrojaba valores superlumínicos. En particular, la velocidad de una cierta clase de neutrino podría ser un 0,002 % mayor que la de la luz,[4] lo que aparentemente contradiría la teoría de la relatividad.

Sin embargo, en los días posteriores al anuncio (que tuvo una espectacular difusión internacional), a través del británico Institute of Physics se hicieron patentes algunos desacuerdos entre miembros del equipo internacional sobre la necesidad de efectuar más pruebas, y de publicar los resultados en revistas con peer review, antes de dar más publicidad a estos primeros resultados.[6]

Más recientemente, el 10 de noviembre de 2011, el director científico del CERN, Sergio Bertolucci, ha declarado a la prensa que «el experimento está siendo repetido por nosotros y por otros científicos en Estados Unidos, Japón e Italia», y que «lo más probable es que se demuestre que hubo un error en el experimento inicial y que el límite sigue siendo la velocidad de la luz».[9]

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