Uno de los mayores misterios en astrofísica en estos días es una pequeña partícula subatómica llamada neutrino, tan pequeña que atraviesa la materia, la atmósfera, nuestros cuerpos, la misma Tierra, sin detección.
Los físicos de todo el mundo llevan décadas intentando detectar neutrinos, que bombardean constantemente nuestro planeta y son más ligeros que cualquier otra partícula subatómica conocida. Los científicos esperan que al capturar neutrinos puedan estudiarlos y, con suerte, comprender dóndevienen y lo que hacen.
Pero los intentos existentes a menudo son caros y se pierden una clase completa de neutrinos de alta energía de algunos de los confines del espacio.
Un nuevo estudio publicado hoy en la revista Cartas de revisión física muestra, por primera vez, un experimento que podría detectar esa clase de neutrinos usando ecos de radar.
"Estos neutrinos son partículas fundamentales que no entendemos", dijo Steven Prohira, autor principal del estudio e investigador del Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio ". Y los neutrinos de energía ultraalta pueden decirsobre partes enormes del universo a las que realmente no podemos acceder de ninguna otra manera. Necesitamos descubrir cómo estudiarlas, y eso es lo que este experimento intenta hacer ".
El estudio se basa en un fenómeno conocido como una cascada. Los científicos creen que los neutrinos se mueven a través de la Tierra a casi la velocidad de la luz; miles de millones de ellos pasan a través de ustedes ahora, mientras leen esto.
Los neutrinos de mayor energía tienen más probabilidades de chocar con los átomos. Esas colisiones causan una cascada de partículas cargadas, "como un aerosol gigante", dijo Prohira. Y las cascadas son importantes: si los investigadores pueden detectar la cascada, pueden detectarun neutrino. Los neutrinos de energía ultraalta son tan raros que los científicos hasta ahora no han podido detectarlos.
Los científicos han descubierto que los mejores lugares para detectar neutrinos son grandes capas de hielo remoto: los experimentos de neutrinos de mayor duración y más exitosos se encuentran en la Antártida. Pero esos experimentos hasta ahora no han sido capaces de detectar neutrinos con energías más altas.
Ahí es donde entra la investigación de Prohira: su equipo demostró, en un laboratorio, que es posible detectar la cascada que ocurre cuando un neutrino golpea un átomo haciendo rebotar las ondas de radio fuera del rastro de partículas cargadas dejadas por la cascada.
Para este estudio, fueron al Laboratorio Nacional de Aceleradores de SLAC en California, establecieron un objetivo de plástico de 4 metros de largo para simular hielo en la Antártida y lanzaron el objetivo con mil millones de electrones en un pequeño grupo para simular neutrinos.La energía total de ese grupo de electrones, dijo Prohira, es similar a la energía total de un neutrino de alta energía. Luego transmitieron ondas de radio al objetivo plástico para ver si las ondas realmente detectarían una cascada. Lo hicieron.
Prohira dijo que el siguiente paso es llevar el experimento a la Antártida, para ver si puede detectar neutrinos en un amplio volumen de hielo remoto allí.
Las ondas de radio son la tecnología más barata conocida para detectar neutrinos, dijo, "lo cual es parte de por qué esto es tan emocionante". Las ondas de radio se han utilizado en la búsqueda de los neutrinos de mayor energía durante aproximadamente 20 años, dijo Prohira.Esta técnica de radar podría ser una herramienta más en la caja de herramientas de ondas de radio para los científicos que esperan estudiar neutrinos de ultra alta energía.
Y tener una mayor comprensión de los neutrinos podría ayudarnos a comprender más sobre nuestra galaxia y el resto del universo.
"Los neutrinos son las únicas partículas conocidas que viajan en línea recta: atraviesan las cosas", dijo. "No hay otras partículas que hagan eso: la luz se bloquea. Otras partículas cargadas se desvían en los campos magnéticos"
Cuando se crea un neutrino en algún lugar del universo, viaja en línea recta, sin alteraciones.
"Apunta directamente a lo que lo produjo", dijo Prohira. "Entonces, es una forma de identificar y aprender más sobre estos procesos extremadamente energéticos en el universo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Ohio . Original escrito por Laura Arenschield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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