Foto: Minfang Yeh
¿Se expandirá el universo por toda la eternidad y terminará en una nada difusa, oscura, fría y estéril? O terminará el “Big Bang” – la súper explosión que formó el universo hace billones de años- en un “Big Crunch?” Los planetas, las estrellas y las galaxias se comprimirán y colapsarán en una masa increíblemente densa y caliente un billón de veces más pequeña que el punto al final de esta frase. Y entonces….BUUUMMMMM!!!. Otro Big Bang y otro Universo se forma y se expande, eventualmente dando lugar a nuevas interacciones del Sol, la Tierra y nosotros….
Un simposio especial de tres días que se enfoca en las extrañas partículas subatómicas que podrían responder estas tentadoras preguntas tiene lugar en Washington del 16 al 18 de agosto en la 238ava reunión de Sociedad Americana de Química (ACS). Titulado “La química y física de los experimentos de neutrinos,” incluirá casi dos docenas de reportes sobre experimentos para entender lo que el galardonado con el premio Nóbel Frederick Reines califica de “la cantidad más diminuta de realidad jamás imaginada por un ser humano.” Los neutrinos (pequeños neutrones) están entre las partículas subatómicas o elementales que constituyen la material. No tienen carga eléctrica, no posean virtualmente masa y atraviesan la materia ordinaria sin causar ninguna interacción. La mayoría de los neutrinos que atraviesan la tierra provienen del sol, y trillones de neutrinos atraviesan cada persona cada segundo. Aunque esas propiedades hacen que los neutrinos sean difíciles de detectar, el detectarlos y entenderlos son las metas científicas claves, en parte por sus implicaciones en la cosmología.
“El neutrino tiene la masa más pequeña que se haya observado en cualquier partícula elemental, pero existen en tal cantidad en el universo que constituyen una gran porción de su masa,” dijo Steven Elliott, físico del Laboratorio Nacional de los Álamos en Nuevo Méjico. “Actualmente, los neutrinos pueden tener la suficiente masa como para representar más masa que la de todas las estrellas juntas en el universo.”
Muchas de las presentaciones en la ACS se enfocan en experimentos para investigar esas partículas. Los científicos usan enormes dispositivos, tales como enormes detectores de neutrinos solares y el IceCube detector, que detectan neutrinos usando grandes volúmenes de líquidos, tales como aceite mineral, agua o inclusive el casquete polar del polo sur.
En los dispositivos, los científicos registran la radiación de los neutrinos generados por el decaimiento de las partículas. Los laboratorios de ciencia e ingeniería deben trabajar a grandes profundidades para evitar los rayos cósmicos y otras formas de radiación de fondo que contaminarían los resultados experimentales.
“Los experimentos con neutrinos son complicados y toman años para ser diseñados y construidos, y aún más para ser operados,” dice Richard Hahn, co-organizados del simposio ACS. “Los resultados nos dicen acerca de la física fundamental, pero el desarrollar los experimentos es una tarea multidisciplinaria, que requiere la experiencia en física, pero también en otras áreas como química nuclear orgánica e inorgánica.
Viajando a la velocidad de la luz, estas diminutas partículas vienen en tres variantes o “sabores,” y cambian constantemente de un tipo al otro, un fenómeno conocido como oscilación. Debido a su débil interacción con la materia, el entender los neutrinos y sus efectos en una escala universal ha constituido un desafío para los físicos y químicos nucleares por décadas. Usando estos enormes detectores, los científicos tratan de descubrir las bases del neutrino. Elliott, por ejemplo, espera determinar su masa usando una técnica que se llama el decaimiento beta doble. Investigaciones previas han determinado una masa relativa del neutrino, pero deben efectuarse mediciones precisas para entender mejor la estructura del desarrollo del universo.
Por María García | Tags:
