Nuevos resultados de OPERA e ICARUS sobre los neutrinos

Hoy se han presentado los nuevos resultados de OPERA sobre los neutrinos. Se ha observado un segundo neutrino tau (la traza roja en la figura) tras analizar 1343 eventos recogidos entre los años 2010 y 2011 (el primero se observó en 2010 tras analizar 2783 eventos recogidos entre 2008 y 2009). Aún no se han analizado todos los eventos, por lo que podría detectarse algún neutrino tau adicional. Por ahora la búsqueda confirma las predicciones teóricas, pues con los datos actuales se esperaba observar 2,1 eventos sobre un fondo de 0,2. Os recuerdo que OPERA estudia la oscilación de neutrinos mu en tau, en modo aparición, es decir, los neutrinos mu son producidos en el CERN (CNGS) y oscilan a neutrinos tau conforme se propagan por el interior de la Tierra los 732 km que separan Ginebra en Suiza de Gran Sasso en Italia. Nos lo ha contado Mitsuhiro Nakamura, “Results from OPERA,” Neutrino 2012, June 5, 2012.

OPERA también ha observado 19 neutrinos electrónicos, pero es difícil saber con seguridad cuántos de estos eventos se han producido por la oscilación de neutrinos mu en neutrinos electrónicos. Por la distribución de energía de estos neutrinos parece que solo 4 son resultado de esta oscilación (tienen una energía menor de 20 GeV siendo la energía promedio del haz de neutrinos mu desde CNGS de unos 17 GeV). La señal esperada es de 1,1 neutrinos electrónicos debidos a la oscilación sobre un fondo de 3,9 (lo que hace imposible conocer en detalle el origen de los neutrinos observados). En un futuro se analizarán más datos y se mejorará la estadística. Para OPERA sería un gran éxito poder verificar la oscilación de neutrinos mu en neutrinos electrónicos.

Finalmente, nada se ha dicho en esta charla de OPERA sobre la medida de la velocidad de los neutrinos mu (habrá que esperar para conocer el resultado, es decir, que todos se mueven a la velocidad de la luz). Sin embargo, la charla de ICARUS ha incluido una discusión de los nuevos resultados de 2012 (Francesco Pietropaolo, “Results from ICARUS,” Neutrino 2012, June 5, 2012).

En mayo de 2012 se han enviado 64 paquetes de neutrinos con una duración cada uno de 3 ns y separados entre sí unos 100 ns. Esta figura muestra el resultado provisional para el tiempo de llegada de los 25 neutrinos observados por ICARUS. Aunque el análisis estadístico detallado no ha sido publicado, de forma oficiosa se ve que el retraso es de 1.1 ns con un error cuadrático medio de unos 5,7 ns, es decir, claramente se observa que el valor es compatible con cero (los neutrinos se mueven a la velocidad de la luz). Os recuerdo que con los paquetes cortos de neutrinos de octubre de 2011, ICARUS detectó solo 7 neutrinos  con un tiempo medio de llegada de 0,3 ns  con un error de 10,5 ns (error estadístico de 4,9 ns y error sistemático de 9 ns).

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6 pensamientos en “Nuevos resultados de OPERA e ICARUS sobre los neutrinos

  1. Tengo escrito el cálculo del tiempo de vuelo de los neutrinos en SR para mi blog. Intentaré postearlo pronto, pero tengo 5 entradas previas que escribir y acabar de editar. Cuesta escribir bien un blog, en especial con los objetivos que tengo en mente para él. Avisaré cuando lo publique. No me sorprende ya este resultado tras la confirmación de OPERA del bluf…

    • ¿Una partícula másica que alcanza velocidad c es un bluf? Yo diría que es un desafío a la RE.

      • Lo que era un bluff…Es que una partícula masiva como el neutrino (sea de Dirac o de Majorana, y pasando de algunas representaciones taquiónicas raras que existen en álgebras de Clifford que nadie entiende aún) no puede tener velocidad superlumínica, está limitada a moverse a velocidad inferior a c, aunque sea mínimamente. El resultado de OPERA, antes de la corrección de los errores sistemáticos del cable y de ajustar el software (supongo que recalibrando también las correcciones que hace el segmento de usuario en un GPS timing) eliminaron el “bluff” que suponía que los neutrinos llegaran unos cuantos nanosegundos antes que los fotones, sugiriendo que podían correr más que ellos en el vacío, …Lo cual, para los que defendemos las teorías establecidas (aunque ojo, nos mantenemos siempre abiertos a correcciones y/o extensiones) no podía ser:
        1) Un neutrino taquiónico significaría que debería tener una masa del orden MeV, para el caso del neutrino muónico…Y eso sabemos que es MENTIRA, por los experimentos de oscilación.
        2) Las supernovas emiten neutrinos ANTES de emitir el fogonazo…Como los neutrinos se emiten antes que el flash de luz, y la velocidad del neutrino es muy muy aproximadamente la velocidad de la luz (pero atención NO es exactamente la velocidad de la luz), se reciben en la Tierra antes que la luz si la supernova es suficientemente cercana (ya que le resulta dificil a la luz adelantar a los neutrinos al ser “parejos” en velocidad).
        3)Como sugirieron dos físicos sólidos: si el neutrino fuera de carácter taquiónico, emitiría radiación Cherenkov que no era observada.

        La solidez de la Relatividad Especial, más las 3 observaciones anteriores, hacían MUY plausible que hubo un error, que se encontró. Además, otros equipos hicieron una medida del tiempo de vuelo de los neutrinos y no medían el retraso del fotón. Por tanto, creo que es obvio qué era lo que fallaba. Aunque el resultado movió a muchos teóricos a reexaminar y estudiar algunos modelos exóticos de violación de Invarianza Lorentz, geometrías de Finsler, dimensiones extra, y otras varias.

      • Una partícula con masa como el neutrino, que se mueve casi casi casi a la velocidad de la luz se denomina en jerga técnica partícula ultrarrelativista. No tiene nada de ultra ni de “más allá” de la relatividad. Al contrario. Simplemente, con un grado muy alto de precisión, el neutrino es un fermión del modelo estándar masivo que verifica muy aproximadamente (pero ojo no es una igualdad matemática sino una aproximación muy muy buena) que E=pc.

  2. Así a bote pronto se me ocurre que a partir de determinada velocidad la forma de onda que describe el neutrino cambia. Al cambiar su forma de onda se hace igual de veloz que el fotón

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