El neutrí es va postular l'any 1930 per resoldre un problema important de la física: la conservació de l'energia. La seva existència experimental no es va demostrar fins un quart de segle després. Des de llavors, el neutrí ha ocupat l'escenari amb els seus nombrosos enigmes, però la detecció i per tant, la verificació de les prediccions, és especialment difícil. Això requereix detectors molt massius. El problema definitiu resolt és el de la massa dels neutrins: tenen massa o no? A veure com va arribar la resposta.
Malauradament, l'oscil·lació només depèn de la diferència de masses quadrades entre ambdos neutrins implicats. De fet, com que hi ha tres neutrins diferents, esperem una paleta de tres masses, però el fenomen de l'oscil·lació només serà capaç de fixar com a mínim dues diferències de masses independents.
Clic per engrandir. Galàxia espiral. Crèdit: Skeeze, CCO.
No obstant això, com a resultat d'aquesta sèrie de mesures, una imatge coherent de la física de neutrins sorgeixen amb tres neutrins massius les dues masses més altes dels quals es coneixen: 9 meV per al neutrí muònic, 50 meV per tauònic. Atenció, aquí meV significa milli-eV, mil milions de vegades més petit que el MeV al qual estem acostumats.
Els neutrins, pel seu caràcter fantasmal, podrien haver donat la idea de partícules eternes: no decauen, gairebé no interaccionen i quan es produeixen es propaguen en línia recta, a una velocitat molt propera a la de la llum. S'alliberen de l'atracció terrestre, abandonen el Sistema Solar en poques desenes de minuts, per perdre's en l'espai còsmic. Però pateixen aquest estrany fenomen d'oscil·lacions que va en contra de la seva immutabilitat.
Els tres tipus de neutrins i la cosmologia
Els tres tipus de neutrins coneguts estan molt ben diferenciats. Cada tipus s'associa amb un leptó amb càrrega diferent amb la què es produeix i que es generarà en el cas molt improbable d'una interacció. Les coses es compliquen quan intentem seguir l'evolució d'un neutrí escollit a l'atzar. De fet, pot sense previ avís, canviar la seva identitat. Aquí de nou hi ha una conseqüència de l'indeterminisme quàntic. Les masses trobades semblen irrisòries en comparació amb les que afecten les altres partícules de matèria. El més pesat dels tres neutrins pesa només una deu milionèsima d'un electró o uns dos mil milions del d'un protó.
Tanmateix, els neutrins supervivents del Big Bang són molt més abundants que les altres partícules de matèria existents avui en dia del que aquestes masses infinitesimals representen, a nivell de l'univers global, una massa equivalent a la de totes les estrelles de totes les galàxies. Malauradament, aquest resultat continua sent teòric perquè aquests neutrins del Big Bang porten una energia tan petita que ningú sap com evidenciar-les.
La teoria els dóna una temperatura d'1,9Kelvin, fins i tot inferior als 2,7 kelvins a la part inferior dels fotons cosmològics que provenen del mateix origen. La seva detecció és un repte que romandrà en el punt de mira dels físics interessats durant moltes dècades més.
A Europa també avança la investigació dels neutrins. Un experiment situat a prop de Roma està estudiant el flux de neutrins que li envia un accelerador que funciona al CERN a Ginebra. En producció, el feix està constituït en un 99% de neutrins muònics i l'experiment va detectar un primer candidat que demostrava la presència de neutrins tau després d'un viatge de 730 quilòmetres. Aquesta és una evidència directa de l'oscil·lació. Així, un feix de neutrins travessa tota Itàlia... sense cap perill per als seus habitants.
Veure
Capítol anterior: 4 Els neutrins atmosfèrics
Ho he vist aquí.
Cap comentari:
Publica un comentari a l'entrada
Aquí pots deixar el teu comentari