Científicos
norteamericanos detectan la existencia de dimensiones adicionales.
Las colisiones de neutrinos de alta energía con otras partículas corroboran uno de los postulados de la Teoría de Supercuerdas.
Las colisiones de neutrinos de alta energía con otras partículas corroboran uno de los postulados de la Teoría de Supercuerdas.
Científicos norteamericanos han
detectado por primera vez indicios de la existencia de otras dimensiones más
allá de las tres conocidas. Utilizando datos del telescopio Amanda, enterrado en
el Polo Sur, han podido observar una decena de colisiones de neutrinos de alta
energía con otras partículas elementales, obteniendo así la evidencia de las
dimensiones adicionales sugerida por la Teoría de Supercuerdas. El
descubrimiento no es concluyente y encontrará nuevas oportunidades cuando se
inicie en 2009 el funcionamiento de otro telescopio 30 veces más potente, el
IceCube, en el que participan diversas universidades europeas. Por Eduardo
Martínez.
Analizando los datos proporcionados por
el telescopio Amanda, enterrado en el Polo Sur, científicos nortemaricanos han
observado las colisiones de neutrinos de una energía 10.000 veces más elevada
que la de los neutrinos que emite nuestro Sol con otras partículas elementales,
obteniendo así la evidencia de la existencia de otras dimensiones.
Los neutrinos son partículas
elementales de masa prácticamente nula que se forman por reacciones nucleares.
Mientras que el Sol y otros fenómenos cósmicos producen neutrinos de baja
energía, los neutrinos de alta energía se producen por cataclismos cósmicos
remotos y extremadamente violentos, tales como los agujeros negros, las
supernovas y el Big Bang.
Una vez formados por cataclismos
cósmicos, los neutrinos de alta energía se desplazan a una velocidad próxima a
la de la luz y no se detienen nunca. Al tener una masa prácticamente nula, rara
vez colisionan con otras partículas, lo que les permite desplazarse en línea
recta hasta los límites del Universo atravesando las estrellas, los planetas,
los campos magnéticos y galaxias enteras como si realmente no existieran.
Trillones de neutrinos atraviesan la
Tierra cada nanosegundo llevando consigo información crucial sobre una serie de
fenómenos cósmicos y sus orígenes. Sin embargo, son muy difíciles de detectar,
salvo cuando entran en colisión con un átomo. La colisión desintegra el núcleo
del átomo y el neutrino se transforma en otra partícula llamada muon.
El muon así formado continúa su
trayectoria y puede ser reconocido por el destello de luz que engendra. Este
destello se conoce con el nombre de radiación de Cherenkov y se asemeja a las
ondas producidas en el aire cuando es atravesado por una bala de pistola.
Colisiones reveladoras
Científicos norteamericanos, utilizando
los datos del telescopio Amanda, han podido observar la forma en que se producen
las colisiones de estos neutrinos de elevadísima energía con otras partículas
subatómicas, concluyendo que podrían existir en el universo otras dimensiones,
aparte de las tres que nosotros conocemos y que conforman la realidad física que
nos rodea. Un exceso de neutrinos de muy alta energía, como el que se ha
constatado con AMANDA, constituye en sí mismo una señal inequívoca de la
existencia de las dimensiones extras, consideran los investigadores.
Aunque de momento no se han captado más
que una docena de estas colisones, nunca conseguidas en los aceleradores de
partículas, se espera que rastreos posteriores, tanto con Amanda como con su
sucesor, el telescopio IceCube, que tendrá una resolución 30 veces mayor que
Amanda, registren más colisiones de este tipo y proporcionen así una evidencia
más concluyente de la existencia de dimensiones adicionales hasta ahora ocultas
para nosotros.
El rastreo de neutrinos de altísima
energía en el Universo y de la forman en que colisionan con otras partículas
sugiere no sólo que existen realmente dimensiones hasta ahora imperceptibles,
sino que admás poseen una energía mucho mayor de la que podríamos imaginar.
Teoría de Supercuerdas
La existencia de estas dimensiones
extras son fundamentales para explicar la Teoría de las Supercuerdas. La Teoría
de las Supercuerdas afirma que existen estas dimensiones extras, pero que serían
increíblemente pequeñas, bastante más pequeñas que un átomo, ya que si fueran de
mayor tamaño se habría detectado su existencia.
Pero si realmente existen, estas
dimensiones adicionales deberían a su vez dar lugar a una serie de nuevas
partículas con alta masa. A estas nuevas partículas se les ha asignado el nombre
de “Partículas Kaluza-Klein” (KK): supuestamente se forman cuando campos de
ondas se asocian a partículas ya conocidas, y viajan dentro de esas dimensiones
adicionales.
Fue para demostrar la existencia de
estas partículas que se han diseñado detectores que permitan estudiar a través
de ellas los acontecimientos cósmicos. Teóricamente, con estos detectores se
podría demostrar la existencia de estas nuevas partículas de dimensión oculta.
Uno de estos detectores es AMANDA
(Antartic Muon and Neutrino Detector Array). Consiste básicamente en cuerdas
sensoras de luz que se entierran a una profundidad de más de tres kilómetros en
los hielos Antárticos y que se han diseñado específicamente para detectar
neutrinos de alta energía.
Si la teoría de las supercuerdas es
correcta y si existen las dimensiones extras, AMANDA debería detectar estos
neutrinos de alta energía provenientes del centro de la Galaxia, del Sol y del
núcleo de la Tierra. Y los primeros indicios de esta constatación es lo que ha
obtenido de momento AMANDA, a través de las colisiones de estos neutrinos de
alta energía con otras partículas elementales.
El registro de las colisiones de los
neutrinos de tan alta energía en el Universo podría dar la razón a esta teoría
en lo que respecta a la existencia de otras dimensiones, así como constituir una
pista de investigación para la Física, ya que cada vez que los astrónomos abren
una nueva puerta sobre el cosmos, aparecen cosas de las que ni siquieran
sospechaban de su existencia.
Buscando neutrinos bajo el hielo
antártico
Buscando neutrinos bajo el hielo
antártico
El funcionamiento de AMANDA
AMANDA es en realidad un telescopio
rastreador de neutrinos instalado por la Northeastern University y la University
of California, de Estados Unidos, en el Polo Sur. Su función ha consistido,
desde el año 1997, en captar y registrar las presencias en el universo de muones
y neutrinos.
AMANDA consiste en un detector formado
por 677 sensores ópticos del tamaño de una pelota y circulares. Este telescopio
rastreador de destellos de energía se encuentra hundido en el hielo, y los
sensores están suspendidos en cables de fibra óptica como si fueran las cuentas
de un collar. AMANDA es cilíndrico, mide 500 metros de alto y 120 de diámetro.
Cuando uno de estos poco comunes
neutrinos de alta energía choca con otra partícula, como un protón o un neutrón,
surge un muón, y entonces se genera una estela similar a un “flash” luminoso, de
la mencionada radiación azul de Cherenkov.
Esta radiación es de tipo
electromagnético, y se produce al paso de partículas por un medio, a velocidades
superiores a la de la luz. Es una onda de choque que produce un brillo azulado.
Recibe su nombre del físico Pavel Alekseyevich Cherenkov, que fue el primero en
describirla y caracterizarla con rigurosidad. La estela producida en el choque
es captada por Amanda gracias a los sensores ópticos que forman el peculiar
telescopio.
Los resultados de esta investigación ha
sido publicados en la revista Physical Review Letters. La versión íntegra del
trabajo se encuentra en Arxiv. La Northeastern University ha publicado asimismo
un interesante comunicado sobre el descubrimiento.
Hielo profundo
Para registrar neutrinos de esta
energía y sus colisiones con partículas elementales, es preciso vigilar un
volumen gigantesco de una sustancia que sea transparente y que esté al oscuro.
Sólo así es posible detectar la radiación de Cherenkov que deja a su paso un
muon.
En un primer momento se pensó en el
fondo del mar para detectar estos destellos cósmicos y se instaló un telescopio
en 1980 en las profundidades oceánicas de Hawai. Sin embargo, las condiciones
meteorológicas y la inestabilidad marina frustraron el proyecto.
Fue de esta forma que se pensó que el
hielo era ideal para el experimento, lo que llevó a la construcción de la
primera generación de detector antártico de muones y neutrinos (AMANDA). La
Segunda generación es el IceCube, que dispondrá de 5.000 detectores
fotomultiplicadores encajados en más de un kilómetro cúbico del casquete polar,
entre 1.400 y 2.400 de profundidad.
Este entorno no sólo está en total
oscuridad, sino que debido a la presión, todas las bolsas de aire y otros
elementos perturbadores han sido expulsados, lo que permitirá disponer de una
transparencia igual a la del cristal. Las posibilidades de estudiar así los
neutrinos de altísima energía y de verificar la existencia de otras dimensiones
se multiplican, al igual que la aparición de posibles descubrimientos
inesperados.
El IceCube estará terminado en 2009 y
se instala por iniciativa de la Universidad de Wisconsin con fondos (295
millones de dólares) aportados por la National Science Foundation (NSF) de
Estados Unidos, junto a diversas universidades europeas de Suecia, Bélgica,
Alemania, Reino Unido y Holanda.
fuente/tendencias21.net
¿Qué sabes del proyecto AMANDA?. Las
imágenes que deberías ver si queires saber.
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