Qué puede haber pasado con el cable de fibra óptica en OPERA

No hay aún un comunicado oficial de carácter técnico sobre los problemas que han sido detectados en el experimento de OPERA para medir la velocidad de los neutrinos muónicos entre el CERN (CNGS) y Gran Sasso (LNGS). A partir del comunicado oficial y de lo que han dicho Antonio Ereditato (portavoz de OPERA) y Caren Hagner (coordinadora del grupo alemán de OPERA) lo único que se puede hacer es conjeturar lo que ha podido pasar. Por lo que parece al mover un cable de fibra óptica se introduce un retraso en el momento en el que se estampa el instante de tiempo en los eventos de los neutrinos, un retraso que podría llegar a ser tan alto como 100 ns. Eric Shumard nos ofrece una posible conjetura en un comentario en el blog de Matt Strassler, que aclara en un segundo comentario. Permíteme traducir de forma libre dichos comentarios, aunque quiero dejar muy claro que son conjeturas y que puede que no tengan nada que ver con la verdad. Hasta que no haya comunicación oficial (si la hay) todo lo escrito en esta entrada podría ser mentira.

Shumard cree que se utiliza un fotodiodo que detecta los pulsos que se reciben a través del cable de fibra óptica, cuando la señal del fotodiodo supera cierto umbral la electrónica activa la estampación del instante de tiempo asociado al evento. Si el cable no está perfectamente alineado con el fotodiodo, el ángulo del cable afectará al instante en el que se supera el umbral, introduciendo un retraso. Como la información sobre el instante de tiempo se codifica en 80 bits que han de ser transmitidos en una ventana de tiempo de 1 ms, Shumard cree que es razonable pensar que se utilizan pulsos con una pendiente (o un borde) bastante suave, lo que acentuaría el efecto y permitiría entender por qué desalinear el cable de fibra y el fotodiodo puede introducir un retraso tan alto como 100 ns.

Un convertidor optoelectrónico digital está diseñado para dar una salida en binario (dos tensiones que representan un cero o un uno) cuando la luz entrante es mayor que cierto umbral. Según Shumard, el instante en el que se recibe la señal del GPS se determina integrando la señal  óptica que pasa de un valor cero a un valor uno, es decir, en el borde de subida de un pulso óptico. La primera sección del convertidor optoelectrónico estará formada por un fotodiodo más un amplificador. Supongamos que el umbral de aceptación de esta primera sección es de 1000 fotones/ns. Si la señal óptica entrante se inicia en el instante t=0 con 0 fotones/ns y luego aumenta linealmente hasta 100000 fotones/ns en un intervalo de tiempo de 100 ns (la pendiente es de 1000 fotones/ns por ns), el convertidor detectará la señal supera el umbral a partir de T=1 ns. Si la señal óptica es atenuada en un factor de 10, entonces la pendiente de la señal óptica entrante será de solo 100 fotones/ns por ns y el convertidor detectará que la señal ha pasado el umbral después de T=10 ns.

Esta explicación parece razonable, pero, repito, es una conjetura concebida por alguien que está fuera de la colaboración OPERA y puede ser completamente errónea, aunque a mí me parezca razonable. Hasta que no haya un comunicado oficial de carácter técnico no podemos decir más al respecto.

La gran cuestión que cualquiera se plantea al leer una explicación de este tipo es la siguiente (Matt Strassler también se la plantea en esta entrada). Se tomaron medidas de los neutrinos en 2009, 2010 y 2011, ¿ha estado el cable en la misma posición durante 3 años? ¿Por qué las medidas de los 3 años son, más o menos, consistentes entre sí en cuanto al retraso de unos 60 ns en la llegada de los neutrinos? ¿No se puede reconstruir el efecto del cable a partir de los datos ya obtenidos? Esta figura está extraída del artículo en ArXiv de OPERA (he añadido la línea roja donde se esperaba que llegaran los neutrinos); como cualquier resumen estadístico de una serie de datos muestra una verdad sesgada, pero oculta muchas otras. Mirando el año 2009 en esta figura da la sensación de que la calibración del sistema de tiempos que hizo a principios de 2010 era muy necesaria. Los datos de 2010 parecen sesgados hacia abajo, o los de 2011 sesgados hacia arriba. En cualquier caso, como bien dice Strassler, se diría que o bien el cable no se movió mucho durante la ejecución del experimento, o bien no es la causa principal del resultado obtenido por OPERA. Solo lo sabremos en mayo; como muy bien ilustra la figura de abajo diseñada por M. Strassler, ahora mismo el resultado del experimento OPERA es solo un interrogante. En mayo o junio, cuando se publiquen las nuevas medidas, quizás salgamos de dudas.

19 pensamientos en “Qué puede haber pasado con el cable de fibra óptica en OPERA

  1. La verdad es que no se como pudieron ser tan inconscientes de no revisar el equipo 20 veces antes de hacer el famoso anuncio.

  2. Sería interesante saber que tipo de conectores utilizan, porque todos los conectores de fibra que conozco, no tienen la posibilidad de cambiar la orientación de la conexión, por descontando pueden estar sucios, mal conectados, etc. pero uno que cambie la orientación es algo muy raro, a no ser que hayan tenido que “fabricar” o inventar algún tipo de conector exclusivo para el experimento, aunque no consigo vislumbrar la utilidad de la “orientabilidad” del conector.

    Como siempre muy interesante.

  3. Dios, que burrada mas inmensa.

    Comparar un front-end de recepción coherente de un enlace de fibra optica diseñado para tasas de B.E.R. normales, 1 fallo en 10^3 bits, con un comparador analogico/digital de rampa, de los viejos.

    DA pena, en serio, da pena.

    Un enlace de fibra optica no es un receptor de astronomia (Los CCD que reciben foton a foton e integran durante horas).

    La potencia típica del emisor de un enlace de fibra óptica, un laser de infrarrojo, de semiconductor, son 10 miliWat

    La atenuación típica de un enlace, puede llevar a recibir decenas de microwattios en el receptor (Un gran Bit/Rate no se puede conseguir con poca relacion S/N en recepcion).

    Eso, en banda óptica (v = 10^15 Hertzios, señor profesor de fisica), son del orden de :

    10*10^-12 / (h· v) = 15 millones de fotones por segundo.

    Fotones COHERENTES, señor profesor de física, es un LASER, ¿Recuerda o ha estudiado en su puñetera vida QUE es el fenomeno Laser?.

    El umbral en un enlace de comunicaciones ópticas, es por corriente, y la modulación, para enviar los bits, o se hace del modo mas simple (ASK, Amplitud Sifht Key, o envias, o NO envias), o por medios mas complejos (ADmiten mas velocidad binaria, cada simbolo, no es un bit, como antes en el ASK, sino varios), como las modulaciones Trellis-Coded -Modulation, que no son sino una aplicacion de la cuantificacion vectorial aplicada a las distancias matematicas de estructuras temporales (Gold Codes, etc).

    Esos medios mas complejos, NO usan fotodiodos, señor profesor de fisica, usan una cosa que se llama mecanica cuantica (¿Le suena?).

    La no linealidad inerente a estos sistemas, se usa para mezclar (Como en las radios heterodias normales) el campo COHERENTE recibido, con uno local (Laser local, enganchado en frecuencia, PLL, con el emitido, no en fase, gracias a filtros paso-bajo).

    El resultado de la mezcla es baja frecuencia (Ghz), se amplifica (Amplificadores de microondas, es decir, MMIC, nada de tuberias microwaves) y se demodula, casi siempre, via ASICs que implementan las estructuras de decodificacion de Trellis.

    Un detector de un enlace de comunicaciones opticas, no es un contador, pedazo de burro.

    No quería entrar en tu blog, pero es que es impresionante el nivel de burrez que hay que ver.

    No te quiero humillar, pero como sigas diciendo tonterías, os pongo a ti y al que le haces la pelota, al Cardenas, del CPAN, aqui, en publico, para que resolváis problemas de física lineal de campos EM en estructuras pasivas (Conector deformado de unos 2 centimetros de longitud total, fibra optica toricida en conector, Fibra óptica curvada, distorsión cromática, distorsión modal), para que caluleis, DELANTE de todos, los retardos que introducen tales deformaciones de las estructuras originales.

    Y no os permito insultos, ni que os salgáis por la tangente con tonterías como que si fulanito de tal en su Twiter ha dicho tal, que si menganito ‘el guru’ cual, ha dicho cual.

    Salsaroseo, cero.

    No, calculo y punto.

    O sea, déjate de gilipolleces, que como me toques la mas minina, a ti y a cárdenas, que SABÉIS que es mentira (Un espacio de menos de 2 centímetros, creado por deformación, lleno de aire, puede introducir 50, 80 picosegundos, JAMAS 60 nanosegundos, y TU lo sabes, tu das física, y propagación y electromagnetismo lo das a tus alumnos, y como uno te diga eso, le suspendes), os destruyo para siempre, en el terreno donde hay que hacerlo, en física y en calculo.

    Saludos.

    Y NO acepto tu copia de Glaswork, eres una persona sin honor.

    • Baja los dB Javier, no se trata de competir o de quien sabe más. Te propongo que expongas tus ideas con más humor, brevemente y sin insultar. Salu2

    • Sabrás de fibra óptica,pero de educación poca…Insultas y todo lo dices de forma agresiva y amenazante…

      Por cierto,lee el post antes de comentarlo y meter la “gamba” ya que se dice bien claro que probablemente sea una teoría errónea ya que NO SABEMOS LOS COMPONENTES NI EL TIPO DE CONEXIÓN NI LA FORMA DE CONECTARLOS.La teoría expuesta sería una explicación para los 100 nanosegundos (el error de hasta 100 nanosegundos en la conexión de fibra óptica no lo dice el autor del blog…viene de responsables de OPERA).Si te parece errónea dilo,y da una explicación a ese error….pero tú no das ninguna teoría que explique ese error,asumes que están mintiendo. Pues nada,con gente como tú de juez muchos acabaron en la hoguera.Saludos

  4. No se pero me viene a la mente un dicho conocido….

    “En casa de Herrero los cuchillos son de palo”….

    Que mal la verdad siempre imagine que en esos “experimentos/laboratorios”, usaban lo mas ultra en tecnología, solo hay que ver las fotos publicadas de los equipos usados y como están echas las conexiones en los Racks donde están montados tales equipos, pensé que existía pulcritud y orden para un experimento de esa magnitud.

    Que tal si hacemos una colecta y se las mandamos a los amigos de Opera para ver si actualizan los equipos y los cables ópticos?..XDD a donde se va el dinero que financia dicho experimento?… creo que obviamente en conectores de calidad ni nada de lo demás….XDD

    Amigo Javier, se existen algunos otros Blogs en español los cuales tu consideres serios; agradecería buena tu sugerencia, soy dado a leer todos los puntos de vista incluyendo a Murphy….

    Saludos

  5. lo que mas me sorprende es que el autor del blog soporte tanto comentario magufo, no habían amenazado con irse y crear su propio blog crank neonazi, la verdad no entiendo que hacen aquí, si tanto les molesta pues no lo lean (y se creen tan inteligentes). Insultar y ofender no es de ninguna manera una forma de ganar una discusión y por favor ahorrense el responderme porque no pienso entrar en su juego

  6. Léete el post…porque está claro que no lo has leído….y lo de los 100 nanosegundos relacionados con la “mala conexión” de la fibra ópticano se lo sacan de la manga,viene de OPERA …y aquí es lo que te comentan,y se avisa bien claro que como no hay más datos es una especulación que probablemente sea errónea. Sabrás de física,pero en comprensión lectora estás muy pez.Saludos

    • “no se lo sacan de la manga” (los ratones que muerden cables y teclados se han comido el espacio entre óptica y no )

  7. Los insultos sobran, pero lo del cable “es muy fuerte”…y puede cabrear. Paciencia…;-)

  8. Bueno la verdad yo como vulgar común y silvestre hombre de a pie, de los que mas o menos podemos leer estas cosas y no prenderse en candela el cerebro, me parece que el tema esta tomando un tono mas conflictivo.

    Supongo que todos son Físicos, Ingenieros, Científicos, Filósofos o que se yo, pero en términos generales gente entendida de la materia o en su “defecto” inteligentes,..XD por favor se deterioran los argumentos cuando empiezan a ser tan pasionales, ademas parece que culpan al amigo FRANCIS de haber echo tal conexión, pregunta:

    Francis tu fuiste el encargado de hacer la conexión óptica?, de calibrar los relojes?, de lanzar los satélites GPS, o quizás lanzar las partículas desde el CERN?….. XDDD

    La verdad ya el tono y el ataque se esta saliendo de proporción, yo como pobre mortal entiendo que Francis es solo un canal…. un canal de divulgación y se hace eco de un señor…como se llama? ahja Shumard que publica una teoría que “trata” de explicar el fenómeno…. el solo nos acerca (traduce) lo que dice otra persona, (YO NO HABLAR INGLES) es mas ya el lo a dicho antes de que se prenda la polémica y cito el final de su primer párrafo:

    “Permíteme traducir de forma libre dichos comentarios, aunque quiero dejar muy claro que son conjeturas y que puede que no tengan nada que ver con la verdad. Hasta que no haya comunicación oficial (si la hay) todo lo escrito en esta entrada podría ser mentira.”

    Mas claro no podría ser….no?

    No comprendo que parte no entendieron los amigos ilustres: no es por defender a Francis, pero ya se hace monótono esto, si no están de acuerdo con los argumentos de shumard, púes son libres de decir lo que ustedes argumentan en contra hasta el momento, es muy valido y hasta pueda que tengan razón o quizás la tengan en definitiva (simpatizo con ustedes en sus argumentos), pero están enfocando mal su ira creo yo.

    Su ira debería ser contra Shumard, o los 160 de Opera, los encargados de eso….. no contra del propietario del blog que nos hace llegar la INFORMACIÓN, ahora bien si el tiene sus convicciones o si su conocimiento lo lleva a avalar a los antes mencionados (su opinión los apoya) pues tiene derecho como otro mortal de hacerlo, tanto derecho como ustedes y su conocimiento los llevan a negar o refutar a Shumard, los de Operao quizás a Francis, fíjense que ustedes aquí en este blog son libres de escribir lo que deseen y todos leemos sus comentarios, unos estamos de acuerdo, otros están en contra (pluralidad de ideas, libertad de opinión) pero al dejarse llevar por la ira y los improperios personales ya dejan de perder su brillantez y se hace personal el problema lo cual nos deja a todos los demás lectores fuera de tal amorío, hasta ahora no e leído quejas de comentarios eliminados (borrados), para solo favorecer una matriz de opinión o a los comentarios a favor de las teorías que apoya el dueño del blog, hasta los momentos todos son libres de escribir sus comentarios y hasta de meterse con el dueño del auto bus pero igual están montados en el sin amenazas de que los bajen…XDD.

    Sean libres de escribir sus opiniones, pero no pierdan las compostura ni se rasguen las vestiduras, no lo hagan personal y así como esta pagina existe, también puede existir otra manejada por alguno de ustedes…en fin ya me estoy extendiendo.

    saludos.

  9. Yo personalmente prefiero esperar hasta que se repitan los experimentos.

  10. Un consejo, Francis: reduce los comentarios a una cantidad de caracteres determinada (200, 250, etc) o el blog se te va a ir de las manos. Hablo por experiencia.

    • Más interesante sería mostrar los primeros 140 caracteres y al clicarlos se muestra/oculta el contenido individual restante.

  11. Hay que controlar un poco los comentarios, meterse con el honor y la honra de las personas me parece demasiado, yo soy nuevo aquí he leído algunos de los posts y me he quedado sorprendido con el bajo nivel de respeto en los comentarios, algunos incluso llegando al racismo. Tengo entendido que el blog esta destinado a la divulgación científica y que las personas que lo leen tendrán algún grado de preparación pero cuando se leen los comentarios la verdad es que uno se decepciona. Espero que la calidad de los comentarios no ahuyente a otras personas de leer esta pagina.

    Ya hablando sobre el tema me parece que se están liando demasiado sobretodo cuando aun no existe un comunicado oficial, una vez que se obtengan los datos finales se podrá criticar con conocimiento, criticar algo que se ignora es de necios.

    Un comentario final, un blog no es una democracia, es un espacio personal de su dueño, digo esto porque Francis no esta obligado a aceptar ciertos tipos de comentarios y sin embargo lo hace, es como si estuvieramos en su casa, podremos estar de acuerdo o no con el pero por lo menos debemos guardar un poco de respeto. Si hay gente que no le gusta lo que se publica aqui pues que no lo lea, me parece algo tonto que gasten 10.000 palabras en un comentario y un monton de tiempo en un blog que no les gusta.

    Saludos

  12. Examen para examinadores:
    A alguien se le ocurre una forma mas pedante y retorcida de preguntar las cosas mas inmediatas y sencillas?

    Tiempo para el examen: t=2e2/3e8/1.2 s.

    “Yo no se lo que ha ocurrido en el CERN, pero tiene toda la pinta de que han dado un golpe de estado en este tema.”

    Nos han descubierto!! Localicen su IP, envien escuadron IlIuminati !!!

      • Exacto Fer137.

        POR FIN has calculado.

        0.08 nanosegundo.

        JAMAS 60 nanosegundos, jamas.

        (Te has equivocado en el signo del exponencial , no son 200 metros, son 0.02 metros, 2 centimetros, es un error menor, tranquilo).

  13. Ya hemos visto que ustedes son expertos en insultos , pero jamas han presentado ni ecuaciones, ni calculo.

    Veamos si son hombres de Ciencia, y con honor, señor profesor de física.
    ——————————————————————————————————————————————————————

    Alumno Juan José Gómez Cadenas (Creo, señor Alumno, que usted ocupa , ‘actualmente’, el cargo de Director del grupo de Física “De Neutrinos del Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC)).
    Alumno Francisco Román Villatoro Machuca (Profesor de Fisica, creo, señor Alumno).

    Problema de física:
    ———————————————————–

    Apartado A).
    ··················
    Sea una cavidad inicial de longitud en el eje ‘x’, ‘d’.
    Sea un haz electromagnético de longitud de onda 1.5 micras, que atraviesa tal cavidad, desde el origen de coordenadas, hasta el final.
    Por razón de movimiento mecánico , la distancia inicial a recorrer, se incrementa en ‘Delta_d’ en el eje ‘x’.

    Considérese la no existencia (En este apartado del problema), de reflexiones en la cavidad que den lugar a ondas estacionarias, tanto antes como después del proceso de aumento de distancia recorrida.
    Considérese el medio no disipativo, el indice de refracción del medio, carece de parte imaginaria (Se mide con la llamada tangente de delta, alumnos, espero que lo hayan estudiado).

    Alumnos Juan José Gómez Cadenas. y Francisco Román Villatoro Machuca :

    Datos (Se dan en unidades del sistema internacional, M.K.S.):

    …..Delta_d = 2e-2 (Metros)…………………….Centímetros, típico de un conector de fibra óptica.
    …..Nr = 1.2 (Adimensional, …………..Máximo indice de refracción, parte real, del nuevo medio a recorre por el Haz, aire a presión atmosférica).
    …..c = 3e8 (Metros/segundo)………..Velocidad de los campos electromagnéticos en el vacio.
    …………………………………..

    Primer apartado del problema, señores alumnos Francisco Román Villatoro Machuca y Juan José Gómez Cadenas .

    Calculen el incremento de tiempo de propagación del haz electromagnético, introducido por el nuevo espacio añadido, con el mismo indice de refracción que el original (Aire).

    ——————————————————————————–
    NOTAS:

    I).- Supongan propagación libre (Dimensiones de las cavidades, >>> Longitud de onda).
    II).- Densidad espectral del campo, tipo Delta de Dirac (Nr = Constante en toda su banda, no hay dispersión cromática).
    III).-Campo estacionario (No es preciso el uso de la Transformad de Laplace, ¿Saben lo que es?).

    Disponen ustedes de 24 horas.
    Pueden consultar libros.

    (Señor Cardenas, usted no tiene porque leer el presente, pero como el señor Villatoro ha recibido un premio de la institución donde usted posee un alto cargo científico, entiendo él sabrá contactar con usted.
    Por si tal hecho introduce un retraso en su conocimiento del enunciado, les he dado mas tiempo del habitual, unos 3 minutos, para cualquier alumno de 1º de Bachillerato, espero les sea suficiente).

    Comienza el examen.
    Son las 14:19 del viernes 02-Marzo-2012.
    (Se guardara copia de la prueba indicada por si el alumno Villatoro, por medios técnicos de su solo acceso, altera o destruye el presente enunciado).

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