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jueves, 9 de febrero de 2012

El experimento OPERA no pudo demostrar que la velocidad de los neutrinos fuera mayor que la velocidad de luz

Cuando un grupo internacional de físicos obtuvo un resultado que parecía contradecir la teoría de la relatividad especial de Einstein, sin encontrar un error que lo explicase, solicitaron a otros investigadores que revisaran su experimento.





El equipo del físico Ramanath Cowsik, Director del Centro McDonnell de Ciencias Espaciales, en la Universidad Washington en San Luis, respondió al llamamiento.


El equipo del experimento OPERA, una colaboración entre el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN) en Ginebra, Suiza, y el Laboratorio Nacional del Gran Sasso (LNGS) en el Gran Sasso, Italia, cronometró los desplazamientos efectuados por las partículas conocidas como neutrinos, las cuales viajaron a través de la tierra desde el CERN hasta un detector ubicado en unas instalaciones subterráneas del Gran Sasso, a unos 730 kilómetros de distancia.



La sorpresa surgió cuando, aparentemente, hubo neutrinos que llegaron al Gran Sasso unos 60 nanosegundos antes de cuando habrían llegado si hubiesen viajado a la velocidad de la luz en el vacío.


Se cree que los neutrinos tienen una masa muy pequeña, pero diferente de cero. Según la teoría de la relatividad especial, cualquier partícula que tenga masa, por mucho que se acerque a la velocidad de la luz, nunca podrá alcanzarla. Así que no deberían existir neutrinos superlumínicos (más rápidos que la luz).


Los neutrinos en el experimento fueron creados haciendo colisionar protones a una velocidad enorme contra un objetivo estacionario, produciendo una ráfaga de piones, que son partículas inestables. Los piones fueron enfocados magnéticamente dentro de un largo túnel, donde se desintegraron en pleno vuelo dando lugar a muones y neutrinos.


Los muones se detuvieron al final del túnel, al no poder avanzar más, pero los neutrinos, que se escurren a través de la materia como fantasmas a través de las paredes, atravesaron la barrera y desaparecieron, en dirección hacia el Gran Sasso.


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Instalaciones del experimento OPERA. (Imagen: OPERA)


El equipo internacional de Cowsik examinó el primer paso de este proceso, para determinar si las desintegraciones de piones podrían haber generado neutrinos superlumínicos, asumiendo que se conservasen la energía y el momento.


Los neutrinos de OPERA tenían una energía de alrededor de 17 gigaelectronvoltios. Poseían una enorme cantidad de energía, pero muy poca masa, por lo que deberían desplazarse muy rápido. La pregunta clave era si lo bastante rápido como para superar la velocidad de la luz.


Cowsik y sus colaboradores han determinado que si un neutrino producido por la desintegración de un pión se desplaza más rápido que la velocidad de la luz, la vida del pión sería más larga, y el neutrino llevaría una fracción menor de la energía compartida por el neutrino y el muón.

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