Historia de unos neutrinos muy viejos

Hace unos días me adelantaba a lo que ocurriría: están anunciando por ahí que «se han descubierto unas partículas nuevas llamadas «neutrinos«». Me lo han preguntado hoy dos alumnos y ayer un familiar. Es triste que los medios de comunicación simplifiquen tanto las cosas. Pues no, no acaban de descubrir esas particulas

Fue en 1930 cuando Pauli, en virtud al principio de conservación del cuadrivector energía-momento de la desintegración beta, propuso la existencia de los neutrinos:

\mbox{n}\rightarrow \mbox{p}^++\mbox{e}^-+\bar{\nu}_{\mbox{e}}

Y 1956 Cowan y Reines demostraron experimentalmente su existencia.

Hay tres tipos de neutrinos según el modelo estándar: electrónicos, muónicos y tauónicos.

 

Aquí no vamos a tratar de pronosticar qué va a pasar con los neutrinos superlumínicos, eso se lo dejamos a los expertos, pero sí al menos se pretenden aclarar conceptos. Y otra de las cosas de las que se está hablando es de que la teoría de la relatividad de Einstein se desmontaría por completo. No es cierto, simplemente debería ser revisada para ser modificada o integrada en una teoría más general. Dicho de otro modo, si una nueva teoría que explica el extraño fenómeno aperece, debe tener como consecuencia la teoría de Einstein cuando estos neutrinos traviesos se comporten como hasta ahora, del mismo modo que la mecánica clásica es un límite de la mecánica cuántica o la mecánica newtoniana es un límite (bajas velocidades) de la mecánica relativista.

 

Y el caso es que tenemos resultados contradictorios: en el año 1987 estalló una supernova que arrojó un haz de neutrinos, los cuales se detectaron una hora antes que la luz emitida. Se puede pensar entonces que se confirma, que los neutrinos son más rápidos, pero no es así, puesto que en un estadillo de supernova los neutrinos son expulsados anticipadamente. Pero si los resultados del experimento de OPERA son correctos, los neutrinos de la supernova habrían llegado 1000 muchos años antes [ver comentario #1]. Una contradicción interesante.

Esto es lo que les interesa a los físicos: encontrar rarezas, observaciones que hagan tambalear las teorías confirmadas. Para arreglarlas o superarlas. Así crece la ciencia. Pero mientras no se compruebe nada, hay que ser prudentes. La situación actual es la búsqueda de reproducibilidad del experimento y, en caso de confirmación, encontrar una explicación.

 

Concluyendo, los neutrinos tienen una historia de 80 años en la mente de los científicos. Los neutrinos de los que hablan los medios como novedad no existen:

 

http://khu.sh/usersong_4e807c42a1780

 

 

6 pensamientos en “Historia de unos neutrinos muy viejos

  1. Perdona pero no entiendo de donde sacas que los neutrinos de la supernova tenían que haber llegado 1000 años antes, a mi me sale mucho menos. Si hago bien los cálculos:
    Distancia CERN-OPERA = 732 km
    Velocidad de la luz = 299.792,458 km/s
    Tiempo que tardaría la luz = 0,0024416892 s
    Tiempo invertido por los neutrinos = 60 ns menos
    Tiempo invertido por los neutrinos = 0,0024416292 s
    Velocidad relativa del neutrino respecto del fotón = 1,000024574
    Distancia de la supernova 1987A = 168.000 años/luz
    Tiempo invertido en llegar por los fotones = 168.000 años
    Tiempo invertido por los neutrinos = 168.000 / 1,00024574
    Tiempo invertido por los neutrinos = 167.995,87 años
    Diferencia = 4,13 años
    Es decir, los neutrinos deberían haber llegado 4,13 años antes, en Enero de 1983, (pero no 1000 años antes)
    En el fondo del asunto es igual 4 años antes que 1000 años antes, lo importante es que no se observó esa diferencia. (Por otro lado los neutrinos de 1987A eran neutrinos electrónicos y los de OPERA neutrinos tau)
    Nada más, felicidades por tu blog que sigo con asiduidad, ánimo para continuar y saludos cordiales.

  2. Hola Alriga, gracias por tus palabras.

    Viendo tus cálculos, parece convincente. Permíteme que no te diga a quién se lo he escuchado, pues se trata de un especialista y en la radio… así qué, ni lo comprobé. MUY MAL POR MI PARTE.

    Por lo demás, tengo excusa: soy un simple físico fundamental 😉

    Saludos

  3. Según la Wikipedia (no soy un experto en estos temas) la detección de los nuetrinos antes de la luz (unas 3 horas antes) no supone un problema. De hecho es algo esperable. Copio y pego

    «Approximately three hours before the visible light from SN 1987A reached the Earth, a burst of neutrinos was observed at three separate neutrino observatories. This is likely due to neutrino emission (which occurs simultaneously with core collapse) preceding the emission of visible light (which occurs only after the shock wave reaches the stellar surface).»

    • Exacto, detectar los neutrinos electrónicos procedentes de SN1987A 3 horas antes que los fotones es lo esperado, debido a que se han formado 3 horas antes que los fotones y su velocidad es menor o igual que la de éstos.
      Pero si son ciertos los resultados de OPERA, no deberían haberse detectado 3 horas antes sino 4,13 años antes.
      Claro que para invalidar este contraejemplo siempre se puede afirmar que tal vez solo los neutrinos tau sean superlumínicos y los netrinos electrónicos no.

      • Ahí está el quid, no son los mismos neutrinos. Lo cual en realidad significa que podrían comportarse de forma distinta. Qué esquizofrénica es la naturaleza.

  4. Sí Alriga tienes razón en los tiempos. Pero el experimento de OPERA tiene que ser horriblemente difícil, de esos que queman un par de PhD antes de ver un resultado medianamente bueno, y la posibilidad de haber metido la pata es muy alta.

    En sí los errores tienen que venir a la hora de definir el time-zero, y el arrival-time (principalmente en el time-zero). Medir tiempos de ns es muy fácil hoy en día, pero saber cuando salieron no parece nada fácil.

    Habrá que esperar unos cuantos años para saber que pasa.

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