Arranca uno de los experimentos más grandes del mundo para buscar neutrinos
Un ambicioso proyecto que durará décadas
Colapso de una supernova irradiando neutrinos / Naeblys
El mundo subatómico es de lo más complejo y la humanidad intenta entenderlo a través de las brillantes mentes científicas que lo estudian y experimentan para unir las piezas de un rompecabezas que está lejos de completarse, porque cuando se encuentra una respuesta aparecen muchas más preguntas. Uno de los misterios más estudiados en los últimos años son los neutrinos, que como explican en Wired, son las partículas más misteriosas, esquivas y escurridizas jamás estudiadas por la comunidad científica. Son como "pequeñas esferas" cuyo tamaño, al parecer, ronda los 6 picómetros.
Estos son los protagonistas de una nueva fase de experimentación y estudio que se va a llevar a cabo en las próximas décadas. Los pequeños neutrinos se unen a una contraparte enorme, una esfera gigantesca de 35 metros de diámetro que contiene más de 20.000 toneladas de líquido, porque se espera estudiar los primeros con los segundos. Ese es el objetivo de Juno, acrónimo de Jiangmen Underground Neutrino Observatory (Observatorio Subterráneo de Neutrinos de Jiangmen), un experimento a gran escala para la búsqueda de neutrinos en el que colaboran 700 investigadores de 17 países, como escriben en el medio antes mencionado.
Para ello se ha dispuesto un aparato experimental que se ubica a 700 metros bajo tierra cerca de la ciudad de Jiangmen (China). No hace mucho, llenaron la esfera y se comenzó a recopilar datos de manera oficial, algo que tienen previsto seguir haciendo durante los próximos 30 años mediante diferentes experimentos con los cuales se espera encontrar respuesta a misterios sin resolver sobre la naturaleza y el comportamiento de los neutrinos, con importantes implicaciones para la física fundamental, en un proyecto de lo más ambicioso y absolutamente único.
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La importancia de Juno
Gioacchino Ranucci, tecnólogo jefe del Instituto Nacional de Física Nuclear (INFN), jefe adjunto de Juno y exdirector de otro proyecto buscador de neutrinos como es Borexino, manifestaba a Wired que "el experimento Juno sigue los pasos de los anteriores, con la diferencia de que es mucho más grande". Para poner contexto de la grandiosidad del proyecto, citan otros como Kamland, que contiene alrededor de mil toneladas de centelleador líquido, y Daya Bay, con varios cientos, mientras que el llevado a cabo en Jiangmen tiene 20.000 y es muchísimo más complejo por lo que implica.
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Y es que esa ambición no solo ha llevado a ampliar las instalaciones, sino también enfrentar importantes complicaciones científicas y tecnológicas, teniendo que usar tubos fotomultiplicadores, capaces de detectar incluso un solo fotón y convertirlo en una señal eléctrica medible, entre otros instrumentales. Ranucci dice que Juno puede detectar tanto neutrinos como sus contrapartes de antimateria, los antineutrinos, siendo la diferencia entre ellos que los primeros suelen ser de origen cósmico o terrestre, mientras que los segundos se producen artificialmente, en este caso por dos centrales nucleares ubicadas cerca del detector.
El experto explica que "a medida que se propagan, los neutrinos y los antineutrinos continúan oscilando, transformándose entre sí, y Juno podrá capturar todas estas señales, lo que nos ayudará a comprender no solo si los neutrinos oscilan (ahora lo sabemos con certeza), sino también cómo lo hacen, con una precisión nunca antes alcanzada". De esta forma, destacan que el objetivo principal de Juno es resolver el problema de ordenamiento de masa de neutrinos, partiendo de la base de lo que se sabe en la actualidad, que el neutrino electrónico pesa menos que el neutrino mu (análogo al peso de las partículas elementales relacionadas, el electrón y el muón), pero no se conoce si el tercer neutrino, el tau, pesa más que los otros dos.
Si esto fuera así, se produciría de una jerarquía hacia adelante, de lo contrario, sería una jerarquía inversa, escriben en Wired. El proyecto medirá el espectro de energía de los antineutrinos de los reactores a muy alta resolución, captando distorsiones casi imperceptibles en el espectro que se generan por la interferencia entre las dos frecuencias de oscilación principales, que revelarán el tipo la jerarquía. En el artículo relatan que se espera alcanzar una significancia estadística de 3-4 sigma después de aproximadamente seis años de recopilación de datos, lo requerido para considerarlo como un descubrimiento demostrado.
