El presente y el futuro de los grandes telescopios de neutrinos

Los neutrinos de energía ultra alta (UHE) atraviesan distancias cosmológicas sin atenuación y sin cambiar de trayectoria, apuntando con precisión a su fuente, por ello nos permiten explorar el cosmos con unos ojos extraordinarios. Neutrinos con energías en el rango de los PeV (petaelectrónvoltios) e incluso en los EeV (exaelectrónvoltios) que dejan por los suelos las energías de pocos TeV del LHC en el CERN (un EeV es un millón de TeV). Telescopios de neutrinos como IceCube, ANTARES, AMANDA, Auger, ANITA, Baikal, ARA, ARIANNA, y RICE, son el complemento ideal de los detectores de neutrinos que utilizan aceleradores como fuente, como OPERA, MINOS, K2K, T2K, MiniBooNE y NOvA. Se ha celebrando esta semana en Erlangen, Alemania, la conferencia VLVnT11 «Very Large Volume Neutrino Telescope Workshop (2011),» del 12 al 14 de octubre. El tema estrella de esta conferencia es el futuro de la astronomía de neutrinos de alta energía. Por ahora, el mapa del cielo observado con neutrinos UHE es negro, muy negro (aún no se ha detectado ninguno), pero en los próximos años empezará a brillar y quizás acabe siendo tan espectacular como el obtenido por el telescopio espacial Fermi.

Un buen resumen del estado actual de este campo nos lo ofrece Markus Ahlers,»The neutrino sky at very high energies,» VLVnTN11. He ojeado algunas transparencias de las charlas y pocas cosas me han sorprendido Los rayos cósmicos de alta energía más interesantes son los que ocurren en el «tobillo» de la «pierna cósmica,» los que llevan a la Tierra una vez al año por cada kilómetro cuadrado y los neutrions UHE son los más interesantes entre ellos.

5 comentarios en “El presente y el futuro de los grandes telescopios de neutrinos

  1. «…apuntando con precisión a su fuente…»

    Me viene de maravilla para hacer una pregunta quizás ingénua. :D

    Si las fuentes están a distancias enormemente diferentes y por tanto la información (luz) de los que vemos tarda entre minutos (ej. la luna) a miles de millones de años en llegarnos (ej. GRB 090423) realizar un mapa de todos los objetos exige:

    1. fijar un momento t <= ahora.
    2. calcular los movimientos hacia adeltante de los objetos cuya visión es de tot.

    O bien, no sabemos las posiciones relativas de los objetos, es decir, vete tú a saber dónde realmente está (o estaba en tz) ahora el objeto X… ¿no?.

    ¡Muchas gracias!

    • (mecachis en los signos de orden)

      …realizar un mapa de todos los objetos exige:

      1. fijar un momento t <= ahora.
      2. calcular los movimientos hacia adeltante de los objetos cuya visión es de to<t.
      3. calcular los movimientos hacia atrás de los objetos cuya visión es de to>t.

  2. La Luna está a unos 1.3 segundos-luz.
    Y no te compliques, el mapa de lo que se ve es lo que se ve, aquí y ahora.

  3. F.,

    Creo que vendría bien un punto en esto.

    ¿La energía de los neutrinos generados está cuantizada y es propia de la interacción especifica , igual que lo está la del foton emitido por un átomo-molecula especifico?.

    Supongo que si, pero me gustaría saber your answer.

    Si es así, debería ser posible detectar un hipotético ‘desplazamiento al rojo’ en las energías de los neutrinos que nos lleguen de un punto del cosmos dado, de cierta distancia (Ignoro las análogas a las cefeidas para las fuentes de neutrinos), y eso corroboraría o no lo visto en el espectro electromagnético con los fotones.

    Es decir, la ‘expansión del universo’, ¿Se ha detectado con espectros energéticos de partículas que no sean fotones?.

    Llevo décadas sabiendo de los telescopios de neutrinos, de la ‘carencia de neutrinos’ que debían (Segun nuestros modelos) salir del sol, pero nunca he visto este punto especifico.

    Thanks.

    J.

    • >> «¿La energía de los neutrinos generados está cuantizada y es propia de la interacción especifica , igual que lo está la del foton emitido por un átomo-molecula especifico?»

      Cuando hablas de energía cuantizada te refieres a la energía de los electrones en sus orbitales en átomos y moléculas. Los niveles de los electrones son discretos y cuando pasan de un nivel a otro emiten fotones con una energía discreta bien definida («cuantizada»). Pero recuerda, la energía de un fotón no está cuantizada, puede tener un valor continuo cualesquiera (asociado a su frecuencia).

      Ningún proceso de emisión de neutrinos, que yo sepa, permite la emisión de los neutrinos con una energía discreta bien definida («cuantizada»). Por tanto, el espectro de energía de los neutrinos es continuo y no se puede estudiar el desplazamiento hacia el rojo debido a la aceleración cósmica en los neutrinos, igual que se estudia el desplazamiento al rojo de las rayas espectrales (tanto de emisión como de absorción) en la luz que recibimos de objetos muy lejanos en el universo.

      >> «La ‘expansión del universo’, ¿Se ha detectado con espectros energéticos de partículas que no sean fotones?»

      Que yo sepa no se ha logrado. Por ejemplo, los neutrinos son partículas de materia oscura caliente (pues de mueven a velocidades próximas a la luz) y para ellas la expansión cósmica implica un enfriamiento (reducción en su velocidad), pero en la actualidad la medida de este efecto está más allá de lo que se puede observar en los experimentos.

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