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22/7/16 - DJ:

Continúa la caza de neutrinos en el Polo Sur

T.E.L: 2 min.

Dos estaciones del detector ARA muestran resultados alentadores.



En la literatura popular argentina, por ejemplo en las payadas, es común comenzar con la frase "Aro, aro, arooo" que significaría "con permiso"[1]. Por ejemplo "Aro, aro, arooo. Ayer pasé por tu casa, me tiraste un ladrillo. Mañana paso de nuevo, me construyo un castillo."

Si la usaran los científicos del proyecto ARA podrían decir:
"Ara, Ara, Araaaa. Ayer pasé por tu casa, me tiraste un neutrino. ¡Me traspasó!"

Los neutrinos no parecen detenerse ante nada. Ahora mismo, nos están atravesando 65 mil millones de estas infinitesimales partículas, sin dañarnos.

David Besson -de la Universidad de Kansas- vocero del Detector de Neutrinos ARA en el Polo Sur, justamente por eso, se muestra optimista.
"El hecho de que los neutrinos sean tan penetrantes los hace interesantes en astrofísica. En los enormes cataclismos estelares que nos interesan se producen muchas partículas, pero la mayoría serán absorbidas por material en el medio interestelar antes de llegar a nosotros. En cambio los neutrinos, porque son tan penetrantes, pueden traer información desde muy lejos, mucho más que un fotón, por ejemplo", explica.

"Un neutrino producido en el centro del Sol puede requerir una pared de plomo de un año luz para detenerlo, pero a un fotón lo puedes bloquear con gafas oscuras", ejemplifica.

¿Por qué es importante conocer más sobre los neutrinos?
Pues, por culpa de Victor Hess, quien hace un siglo, descubrió los rayos cósmicos. ¿Qué tienen que ver los rayos cósmicos con los neutrinos?. Veamos.

EL MARCO TEÓRICO: GZK Y Azkaryan
En 1964 dos ingenieros de la Bell descubrieron la radiación de fondo de microondas (CMB).

Dos años después, los integrantes del trío Greisen–Zatsepin–Kuzmin señalaron que los rayos cósmicos tendrían un límite: 5×1019 eV. Por encima de tal energía, los rayos cósmicos interactuarían con el CMB dentro de una distancia de 150 millones de años luz. Tal interacción reduciría la energía de los rayos por debajo del límite.

El efecto Askaryan debe su nombre al físico Gurgen Askaryan, de origen soviético-armenio, quien en 1962 estudió el fenómeno por el cual una partícula veloz produce una lluvia de partículas secundarias cargadas y emiten radiación (similar al efecto Cherenkov).
A los rayos cósmicos energéticos se los llama UHECR (ultrahigh-energy cosmic rays). Al interactuar con el CMB pierden energía, emitiendo piones que decaen en neutrinos, según GZK.[2] - [3]

El detector ARA
Con esta base científica se está construyendo un enorme detector en el Polo Sur, cerca de IceCube, llamado Askaryan Radio Array (ARA), que estará compuesto por 37 estaciones con una separación de 2 km cada una. Cada estación constará de 16 antenas enterradas a 200 metros en el hielo.
Al pasar los neutrinos por el hielo emiten ondas de radio que son registradas por esos detectores.


La colaboración ARA publicó en Physical Review D [4] los resultados de las primeras dos estaciones indicando gran potencial y una gran "transparencia" de radio en el hielo.

"Los neutrinos nos dicen algo acerca de explosiones recientes en la historia del universo. Pero también, como pueden provenir desde grandes distancias, poseen información de procesos que ocurrieron en el universo primitivo. Si acumulas suficientes datos de ellos, puedes poner a prueba teorías de evolución del cosmos", explica Besson.

De modo que se trata de esto: Detectar partículas imparables para comprender la evolución de la enorme inmensidad del inabarcable cosmos. Ni más ni menos. Esperemos que los neutrinos hagan "un alto en el camino"...


https://youtu.be/nkydJXigkRE
(Video con subtítulos en español)


Fuentes y enlaces relacionados
[1] Aro
http://etimologias.dechile.net/?aro

[2] Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit
https://en.wikipedia.org/wiki/Greisen%E2%80%93Zatsepin%E2%80%93Kuzmin_limit

[3] Askaryan effect en Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Askaryan_effect

[4] Performance of two Askaryan Radio Array stations and first results in the search for ultrahigh energy neutrinos
P. Allison et al. (The ARA collaboration)
Phys. Rev. D 93, 082003 – Published 25 April 2016
DOI: 10.1103/PhysRevD.93.082003
http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevD.93.082003

arXiv:1507.08991 [astro-ph.HE]
http://arxiv.org/abs/1507.08991

New detector at South Pole shows early success at neutrino hunting
https://news.ku.edu/2016/07/19/new-south-pole-detector-shows-early-success-neutrino-hunting

Askaryan Radio Array (ARA)
https://ara.wipac.wisc.edu/home


Sobre las imágenes

Imagen inicial: de la galería ARA: el marcador del Polo Sur, decorado con peluches de neutrinos. Crédito: ARA.

Imagen-Mapa: del paper citado, Colaboración ARA.

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