¿Neutrinos más rápidos que la luz?

Científicos logran unas medidas controvertidas en el laboratorio italiano de Gran Sasso

Un equipo científico que trabaja con el detector subterráneo Opera, en el laboratorio de Gran Sasso (Italia), ha obtenido unos resultados que pueden muy satisfactorios o muy incómodos. La presentación de los mismos está prevista para mañana, en el Laboratorio europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra) como un seminario científico altamente especializado. Pero los rumores corren ya hace unos días porque lo que estos científicos plantean es que han medido neutrinos (partículas elementales de escasa masa y que apenas interaccionan con la materia) que, aparentemente, se desplazan más rápido que la luz. De confirmarse, sería un bombazo en la física, puesto que es un pilar de la teoría de Einstein que nada puede superar la velocidad de la luz.

 

 

CERN to send beam of neutrinos under Alps to detector 730 km away

La opinión más extendida entre los físicos especialistas (sin comentarios oficiales hasta que no se tenga acceso al artículo que presenta los detalles del trabajo científico) es de escepticismo, debe haber algún error en las medidas, pero hay que analizarlo todo a fondo antes de estar seguros. Además, dado que otros experimentos de este tipo realizados en EE UU y Japón (tienen, de momento, menos precisión que el de Gran Sasso), sobre todo, no han encontrado esta señal de los neutrinos superlumínicos, lo primero que hay que hacer, como siempre en ciencia, es confirmar los nuevos datos con otro experimento independiente.

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Además, de la supernova SN1987A, en 1987, también llegaron neutrinos, a una velocidad compatible con la de la luz con una precisión cien mil veces superior a la medida en Opera. Los neutrinos de la supernova tienen energías mil veces menores que los que se miden en Opera, pero esa diferencia de energías tampoco parece constituir una explicación plausible del efecto medido ahora.

El experimento en cuestión, Opera, es un aparato que detecta los haces de neutrinos disparados desde el acelerador del CERN, LHC, a unos 700 kilómetros de distancia de Gran Sasso, para estudiar como se transmutan los neutrinos de un tipo en los de otro tipo. Pero además, los investigadores se han dado cuenta, midiendo con GPS, relojes atómicos, etcétera, que los neutrinos se adelantan en su llegada al detector tanto como para haber viajado a una velocidad superior a la de la luz. Es efecto es inconcebible para los físicos, pero hay que estudiarlo antes de descartarlo.

Con la presentación del artículo y el seminario del CERN mañana podrán empezar a evaluar los datos los expertos ajenos al experimento.

http://www.elpais.com

http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=21&resId=1&materialId=slides&confId=67556

http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/index.htm?mainRecord=http://www.lngs.infn.it/lngs_infn/contents/lngs_en/research/experiments_scientific_info/experiments/current/opera/

CERN switches on neutrino beam to Gran Sasso

CERN1 has switched on a new neutrino beam, aimed through the earth to the INFN2 Gran Sasso Laboratories some 730km away near Rome. This is the latest addition to a global endeavour to understand this most elusive of particles and unlock the secrets it carries about the origins and evolution of our Universe. The start of the project was marked today by a ceremony at the Gran Sasso Laboratories attended by Italian Minister for Universities and Research, Fabio Mussi, and CERN Director General Robert Aymar.

Operatic overture. These neutrino interactions in the Opera detector produced a muon (marked) and a shower of other particles.

 

“CERN has a tradition of neutrino physics stretching back to the early 1960s,” said Dr Aymar, “this new project builds on that tradition, and is set to open a new and exciting phase in our understanding of these elusive particles.”

The CNGS beam and the experimental devices constructed in the Gran Sasso Laboratories to study neutrino interactions are part of a project aimed at shedding light on the mysterious phenomenon of the oscillation of these particles.

Neutrinos are continuously produced in nuclear reactions within the stars, and they are the most abundant particles in the Universe after photons. Our planet is constantly traversed by their flux: each second, 60 billion neutrinos go through a space the size of a fingertip. They interact so weakly with other particles that they can go through any form of matter without leaving a trace. This peculiarity makes neutrinos so elusive that a great sensitivity is required in the design of experiments to study them. Neutrinos are divided into three families: electron, muon and tau. Experimental evidence obtained through both cosmic and man-made neutrinos shows that they can oscillate from one type into another. This important phenomenon implies that each type of neutrino has a mass, and that the masses of the three types are different.

 

“The existence of a mass for these particles sheds light on some of the most important problems of modern physics,” explains INFN president Roberto Petronzio. “For example, the existence of neutrino mass could help to explain the so-called asymmetry between matter and antimatter, that is to say the prevalence of matter in the Universe, in spite of the nearly perfect similarity of their fundamental interactions.”

By virtue of the oscillation phenomenon, a beam of neutrinos that is initially homogeneous, detected after some time, would contain within it another kind of neutrino. Experiments at the Gran Sasso Laboratories, which use the neutrino beam from CERN, will be able to demonstrate in particular the transformation of muon neutrinos into tau neutrinos, a phenomenon so far never observed. Only muon neutrinos will be produced at CERN, but after 2,5 milliseconds, when the beam arrives at Gran Sasso after having covered about 730km at almost the speed of light, a very small number of tau neutrinos are expected to be detected by the researchers. According to some theoretical calculations, among many billions of billions of muon neutrinos arriving at Gran Sasso, only about 15 tau neutrinos will be identified.

At CERN, neutrinos are generated from collisions of an accelerated beam of protons with a target. When protons hit the target, particles called pions and kaons are produced. They quickly decay, giving rise to neutrinos. Unlike charged particles, neutrinos are not sensitive to the electromagnetic fields usually used by physicists to change the trajectories of particle beams. Neutrinos can pass through matter without interacting with it; they keep the same direction of motion they have from their birth. Hence, as soon as they are produced, they maintain a straight path, passing through the earth's crust. For this reason, it is extremely important that from the very beginning the beam points exactly towards the laboratories at Gran Sasso.

At Gran Sasso two experiments will be waiting for the neutrinos from CERN: Opera and Icarus, the latter still under construction. Opera is an enormous detector weighing 1800 tons, made up of photographic plates interleaved with lead layers. The very few tau neutrinos produced from neutrino oscillation, interacting with the lead layers, will generate very short-lived charged particles (called tau leptons) whose decay products will leave marks in the photographic emulsions. The reconstruction of these traces will allow experimenters to identify the tau lepton and so detect the presence of tau neutrinos in the beam. The Icarus apparatus will use a detector of 600 tons of liquid argon. The products of the interaction among neutrinos and argon atoms will be registered by a series of sophisticated sensors plunged into the liquid itself. The experiments are located at the Gran Sasso Laboratories where they are sheltered by 1440 metres of rock, a very powerful screen against the cosmic rays produced in the atmosphere by primary cosmic radiation. Cosmic rays produce a storm of charged particles that constantly hit our planet. Without the protection of rock, the noise from cosmic rays would drown out the very weak signal of the few interactions of neutrinos in the detectors.

Neutrino experiments are an integral part of the strategy for particle physics approved by the CERN Council on 14 July in Lisbon. The development of a common strategy for nuclear and particle physics in Europe is necessary because of the scale of research in this field for the near future. Coordination between CERN, research centres and national laboratories is therefore more necessary than ever. A joint experiment between CERN and the Laboratories of Gran Sasso represents an ideal inauguration of the new direction approved in Lisbon.

The CNGS project complements similar projects in the US and Japan, both of which look for disappearance of neutrinos of a particular type from the initial beam. In the US, a beam is sent from Fermilab near Chicago to a deep underground mine in Minnesota. “I offer warmest congratulations from Fermilab on the magnificent achievement of the CERN to Gran Sasso neutrino beam,” said Fermilab director Piermaria Oddone, “Of all the known particles, neutrinos are the most mysterious. In the years ahead, neutrino experiments at Gran Sasso and around the world will discover the fascinating secrets of neutrinos and how they shaped the Universe we live in.”

In Japan, the K2K project sent a neutrino beam from the KEK laboratory to the distant Kamioka mine from 1999 to 2004. “The neutrino is now becoming one of the central issues in elementary physics,” said Atsuto Suzuki, Director General of KEK and former spokesperson of KamLAND, another type of neutrino detector that found neutrinos generated at the centre of the Earth. “There are many exciting challenges in this area. One of the most important milestones for the development of neutrino physics is to verify experimentally that the oscillation of muon-neutrinos to tau-neutrinos is the one that has been discovered in atmospheric neutrino observations. I am very pleased that the CERN and Gran Sasso experiments will soon answer this important question.”

Further information:

James Gillies, CERN Communication group
Tel: + 41 22 767 4101
Email: James.Gillies@cern.ch

Eugenio Coccia, director of National Laboratories of Gran Sasso
Tel: +39 0862 437230; + 39 329 0524040
Email: eugenio.coccia@lngs.infn.it

Barbara Gallavotti, head of the Office for Communication of INFN
Telephone: + 39 06 68 68 162; + 39 335 6606075
Email: Barbara.Gallavotti@Presid.infn.it

Video material available from Silvano de Genaro, CERN Communication group
Tel: +41 22 767 4678
Email: Silvano.de.Gennaro@cern.ch

1 CERN, the European Organization for Nuclear Research, is the world's leading laboratory for particle physics. It has its headquarters in Geneva. At present, its Member States are Austria, Belgium, Bulgaria, the Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Italy, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Spain, Sweden, Switzerland and the United Kingdom. India, Israel, Japan, the Russian Federation, the United States of America, Turkey, the European Commission and UNESCO have Observer status.

2 Italy's national nuclear physics institute, INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), supports, coordinates and carries out scientific research in subnuclear, nuclear and astroparticle physics and is involved in developing related technologies. The institute operates in conjunction with universities and is involved in the wider international debate as well as in cooperation programs. The Institute was established by physicists in Milan, Padua, Rome and Turin on 8 August 1951with a view to pursuing and furthering the research started by Enrico Fermi's team of researchers during the 1930s. In over 50 years, INFN has gradually extended and currently includes thirty detachments, four national laboratories and a data processing centre. Furthermore, the area outside Pisa is host to the gravitational observatory EGO, jointly developed by INFN and the French national research centre. As many as 5000 contribute to the institute's endeavours; 2000 of whom are directly employed by it, 2000 university staff and more than one thousand among students and scholarship holders.

Comunicado de prensa del CERN

Tengan paciencia con la carga de los videos.. http://videociencia.net es una web nuestra que de momento no tenemos mas recusos y tiene una velocidad limitada.

8 Responses to ¿Neutrinos más rápidos que la luz?

  1. Desde los anos ‘90; he sostenido que los neutrinos son cuantos de luz, a pesar de que los “físicos”-matemáticos me han dado hasta con palo. Que son fermiones porque tienen espin semientero…se acoplan mediante la interacción débil…no electromagnética y demás propiedades, que todos conocemos. Mas recientemente que tienen sabores; hay más de tres tipos, ahora que los neutrinos son más rápidos que la luz... No conozco como se puede medir ni siquiera un espin de algo tan especial como un neutrino… eso es teoría indirecta, deducida de otras indirectas, y así de leyes de conservación, que implícitamente son consecuencia de la estructura interna de las partículas, etc. Si ni siquiera podemos separar los quarks... No digo que estas cosas son mentiras; lo que para mi, están mal interpretadas.
    Para mi el principal problema de la física actual; es que no hemos completado nuestro conocimiento sobre la luz, sobre la interacción Luz-Luz débil y fuerte, como las únicas fuerzas que existen en la naturaleza y las demás sus consecuencias, incluso hasta las partículas son consecuencia de electromagnéticos confinados…Por eso es que he creado un modelo a partir de todo esto.
    Sin entrar a explicar completamente mi modelo; les explico rapidito el lugar que ocupan los neutrinos en el, además de las buenas y malas consecuencias, que podría traer los neutrinos electromagnéticos de mi modelo.
    ¿Como pueden afirmar que los neutrinos son mas rápidos que la luz? El método para medir la velocidad de la luz y la velocidad de los neutrinos es tan diferente; que pueden haber introducido las diferencias de velocidades encontradas. Como en un inicio; cuando analizamos una onda de radio, o la luz ordinaria y las comparamos con los cuantos gamma, también diríamos que los cuantos gamma son muy especiales. Sus propiedades no pueden ser medidas de igual forma; por que no interactúan con igual probabilidad con las mismas estructuras de la materia y por lo tanto las mediciones también difieren. Por ejemplo, para que los lectores no se pierdan, nuestro cuerpo absorbe la luz visible pero es trasparente para la radiaciones gamma, a pesar de que ambos son electromagnéticos.
    Para mi; los neutrinos, son cuantos electromagnéticos que se emiten de las desintegraciones hadronicas-leptonicas, y aparecen de los estados cuánticos de la estructura interna de estas partículas. Como mismo sucede cuando un cuanto de luz es emitido o absorbido en el átomo de hidrogeno; es el cuanto de la estructura interna de ese átomo. O un símil mejor; como la radiación alfa(protón), beta(electrón) y gamma(antineutrino) de un núcleo(neutrón) pesado; pero salvando las diferencias…
    Para medir las propiedades electromagnéticas de los neutrinos deberíamos usar una red de difracción del orden de su longitud de onda. Algo así como comprimir hadrones, para formar un cristal de quarks, o crear un cristal leptonico. De esto podríamos calcular su energíacampo y de ahí derivar su energíamasa y después podríamos entender el acople de su energía con las “banda de energía” de la estructura interna de las partículas que los emiten. Quizás esto nos permitiría comprender mejor que tienen hadrones y leptones dentro (casualmente el objetivo de mi modelo); o los quarks. Todo muy difícil pero no imposible.
    Nada de lo descubierto tiene mucha contradicción con mi modelo. Los neutrinos electromagnéticos serian muy especiales porque su frecuencia esta por encima de la de los rayos gammas. Su gran energía los hace tan duros y compactos como una partícula; que funciona como un electromagnético unitario, muy diferente a un fotón ordinario o un tren de onda. Ellos admiten helicidad; lo que encaja con los campos transversales de cuantos electromagnéticos tan duros como ellos y esto se confunde con el espin semientero de los neutrinos; que en mi modelo se asocia con el campo magnético, pero para los electromagnéticos confinados, aunque los neutrinos son cuantos tan duros que puede se la causa del error. Son como la frontera entre los electromagnéticos libres y los confinados (partículas) de mi modelo. Los diferentes sentidos de la helicidad o polaridad de su campo magnético es lo que da existencia a los neutrinos y los antineutrinos. Por lo que esto salva la contradicción, sin dejar de ser cuantos electromagnéticos de los estados de “desintegración” de los hadrones y leptones. Se todo lo que cambia esto a la física, pero ya yo hice el cambio en mi mente y es muy saludable para acoplar las jóvenes teorías con los viejos resultados.
    Sus aplicaciones inmediatas en las telecomunicaciones crearían una revolución y ahorraría miles de millones en infraestructura; por lo que vale la pena invertir en esto, como siempre he dicho, más que otras investigaciones. Imagínense un GPS o un smartphone de neutrinos. ¿Cuantas cosas, como la curvatura de la tierra ya no tendrían sentido? ¿Cuántos satélites, repetidoras, cables submarinos, servidores web…, serian tecnología obsoleta? Pienso que quizás se logre confinar átomos muonicos, o mixtos muonicos-positronicos…, enfriados con micro láseres semiconductores, en el interior de una oblea semiconductora o algo así como una sustancia semiconductora dopada con átomos leptonicos que se confinan con otros láseres no muy tradicionales o emisión inducida de neutrinos; pero interna en la oblea semiconductora, que nos pueda servir de antena y de emisor, todo con una masa de los gramos; lo cual ahorraría billones solamente en infraestructura de telecomunicaciones.
    Una broma; se imaginan nuestros padres los gobiernos y hermanos mayores las corporaciones, ¿como harían para controlar nuestras libertades?, ya no podrían decirnos que hacer con juguetes tan poderosos en nuestras manos. Ahora nos monitorean porque todavía somos “niños irresponsables”, ¿con que moral? Aunque se ve que ni ellos ni nosotros estamos preparados para una revolución tan grande en el campo de las libertades, si ni siquiera lo estamos para una verdadera globalización, tan necesaria, que pueda acabar con las miserias humanas y asumir proyectos científicos mundiales tirados contra el PIB mundial…, La necesaria globalización económica “rompe su simetría” cuando no hay globalización en las políticas planetarias; por esto se convierte en la verdadera causa de toda la crisis, pero ese es otro tema…
    Las malas consecuencias que esto puede traer y lo que hace que un frío me recorra todo el cuerpo, es el uso de los neutrinos en lo militar. Por ejemplo; podríamos poner un cohete donde quisiéramos, porque se reduciría el número de influencias aleatorias de su trayectoria…Imaginen un gobierno hostil con un láser de neutrinos en sus manos… ¡good bye occidente! Bueno por mi bien y el de todos; esperemos que mi modelo, no sea más que la fantasía de un loco exagerado.

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  7. Quiero recordar los datos.

    Segun Caren Hagner (líder de la sección alemana del proyecto OPERA):

    http://amazings.es/2012/02/27/entrevista-a-caren-hagner-el-error-de-opera-en-los-neutrinos-superluminimos/

    El ultimo metro de fibra óptica, según se subía o bajaba, metía hasta 100 nanosegundos de retraso.

    Solo espero que en este blog se pueda calcular.

    Soy Ingeniero Superior en Telecomunicaciones por la UPM, llevo mas de 22 años en Laboratorio en Multinacionales, y conozco perfectamente las capas medias y de alto nivel de los protocolos de comunicaciones.

    Es IMPOSIBLE que en 3 años no lo hubieran detectado.

    Mas aún, conozco los dispositivos fotónicos de emisión/recepción, se que pueden meter del orden de picosegundos de retardo, JAMAS 60 nanosegundos.

    Pero lo peor, a nivel estrictamente físico, los retardos introducidos por deformación de un conector (Estructura pasiva de unos 2 centímetros), de un metro de fibra óptica (Lo que dice la Sra, Caren), pueden introducir entre 50 y 80 picosegundos.

    JAMAS, 60.000 picosegundos (60 nanosegundos).

    Solo puedo decir que es mentira, y me gustaría que en este blog, se permitiera el calculo libre de estos datos.

    En otros blogs (Como http://francisthemulenews.wordpress.com/ ) llevan 20 días sin calcular nada .

    Se les pidió en :
    http://francisthemulenews.wordpress.com/2012/02/29/que-puede-haber-pasado-con-el-cable-de-fibra-optica-en-opera/#comment-16487.

    No solo no han contestado, sino que han llenado de insultos tipo ‘magufo’, y finalmente, han bloqueado el acceso y borrado todo planteamiento de calculo.

    ————————————————————————–

    Un conector de fibra óptica , como mucho, es de unos 2 centímetros de largo.

    Si la fibra óptica se aleja 2 centímetros , como mucho, y aun así sigue el enlace digital (Lo que es mucho suponer), el incremento de retardo por esos 2 centímetros, con un indice de refracción de 1.2 del aire a presión atmosférica a ras de suelo, es de:

    Distancia / 8Velocidad de la luz/ Indice de refracción) = 0.02/(3e+8/1.2) = 80 picosegundos

    80 picosegundos , en esas extremas circunstancias, es el máximo tiempo que un cable óptico mal conectado puede añadir al camino óptico.

    80 picosegundos son 0.08 nanosegundo.

    JAMAS un conector de fibra óptica mal conectado, añade 60 nanosegundos.

    Saludos.

    Están mintiendo, y lo saben.

    • Hola Javier leí en el blog de Francis efectivamente como te llamaron magufo, termino este que no me gusta mucho.
      Ahora bien este es un blog que nos limitamos a recopilar información de fuentes que nos parecen solventes.
      Por otro lado tu mención al articulo de amazing... da mucho que pensar.
      Leo esto y es cuendo menos contradictorio:
      P: Pero también está la corrección que necesita el reloj principal tras la caja pequeña.

      A: El reloj principal contiene un oscilador. Vimos que el valor real del reloj principal difiere de un valor medido con anterioridad. Tenemos que corregir éso. Pero corregirlo aceleraría aún más los neutrinos. Por el momento parece que ambos efectos juntos pueden explicar la diferencia de 60 ns medida. Por tanto, mediríamos el tiempo exacto de llegada de los neutrinos como si hubiesen viajado a la velocidad de la luz.

      P: ¿Cuál es el error de medida previsto?

      R: Estamos realizando el análisis. Esperamos cuantificar el error en la medida para dentro de un par de semanas. En cualquier caso, tenemos que volver a medir con un nuevo haz de neutrinos. Es obvio.

      Bien ante estos temas nosotros no podemos ,entre otras cosas por temas de trabajo, ponernos a calcular. Lo que si puedo es lo siguiente que te propongo.
      Cualquier calculo tuyo o colaboración . te la publicaremos si me la mandas como articulo firmado como es logico por ti.
      Puedes mandarnosla como Colaboración Javier a manuel.ipf@gmail.com .
      Ya encontrariamos el medio de que cualquiera de tus apuntes o calculos no solo sobre este tema sino sobre otros futuros sean publicados aqui y conseguir un canal de comunicación mas fluido entre tu y nosotros.
      En efinitiva esto es una invitación a que colabores con nosotros.
      Sin mas que un saludo Javier.. atte.
      Manuel Teknociencia.