CELUpartícula del día: Neutrino

Continuamos la Semana de la Ciencia con la siguiente CELUpartícula del día: El neutrino. Esta vez toca una partícula no tan conocida por el público en general, pero no por ello menos importante o curiosa...

CELUpartícula: Neutrino, comúnmente representado como "Ve".

Tipo de partícula: Es una partícula elemental de tipo fermiónico leptónico.

Existen tres tipos de neutrinos: neutrino electrónico ( n_e ), neutrino muónico ( n_m ) y neutrino tauónico ( n_t )

Carga eléctrica: Los neutrinos no poseen carga eléctrica.

Masa: Pequeñísima. Entre 10 y 100 millones de veces menor que la de un electrón que ronda los 9·10-31 Kg. Aunque con partículas se habla normalmente de la energía equivalente de la masa, E=mc2. La del neutrino está entre 0.05 y 0.3 eV.

Antipartícula: Una para cada uno de los tres tipos de neutrinos: antineutrino electrónico, antineutrino muónico y el antineutrino tauónico.

Descubierta por...: El neutrino apareció en 1930, propuesto por Wolfgang Pauli a raíz de la incomprensión general hacia ciertas pérdidas de energía surgidas en detecciones de procesos de desintegración.

La historia cuenta que después del descubrimiento de los neutrinos (los auténticos, los de Chadwick ), Enrico Fermi expuso a sus discípulos esas nuevas partículas. Uno de los oyentes le preguntó si los neutrones de Chadwick eran las mismas partículas de las que hablaba Pauli. La respuesta fue:
"No, le neutrone di Chadwick sonno grande. Le neutrone di Pauli erano piccole; egli devono star chiamato neutrini".

("no, los neutrones de Chadwick son grandes. Los neutrones de Pauli son pequeños, por lo tanto deberíamos llamarlos neutrinos")

Los neutrones, una de las 3 partículas elementales básicas (junto con el electrón y el protón), se encuentran estables (no se desintegran) dentro de la estructura atómica, pero en estado libre, son inestables, aunque tengan una semivida de 15 minutos (la semivida es el tiempo que tarda un numero de partículas a reducirse a la mitad).
Cuando han pasado estos 15 minutos, y a causa de la fuerza débil, el susodicho neutrón se desintegra, en un proceso llamado emisión beta, en un electrón, un protón y...

Cuando se empezó a estudiar la radioactividad, se empezaron a estudiar las reacciones entre partículas con detectores especiales, que tenían como resultado la naturaleza de las partículas iniciales y de las que se encontraban una vez dada la reacción.

Gracias a nuestro amigo Einstein (y no, no pondré un enlace en la wikipedia, pues si no sabeís quien es Einstein no sé qué haceis leyendo esto) sabemos que la energia de las partículas iniciales y la de las finales, entre otras cosas, se tiene que conservar.

Pues bien, cúal fue la sorpresa de los físicos (mayúscula!) cuando descubrieron que les faltaba energia en el proceso de la desintegración del protón. Es decir, sumando las energías de las partículas resultantes (electrón y protón), el resultaba no coincidia con la inicial.

En este punto, muchos fueron los que intentaron dar explicación a esta falta de energía final, entre ellos el ingenuo de Niels Bohr, a quien no se le ocurrió nada más que decir, que las leyes de conservación de la energía podrían no cumplirse en las emisiones beta (¿?).

Y no fue hasta que la tasa de suicidios entre la población de físicos aumentó preocupantemente, que el bueno de Pauli nos vino con su particular interpretación: En la emisión beta, hay una partícula que no vemos, la cual se lleva la cantidad de energía que nos faltaba.

Propiedades características:

El problema que tenía la maldita partícula, (lo que la hacia invisible en los detectores) era su diminuta masa y su carga neutra.

Es por esto que Enrico Fermi, como antes comentava, les cambió el nombre que les habia dado Pauli, neutrones, por el de neutrinos, pues eran mucho más pequeños.

Propiedades especiales: Para haceros una idea de cúan de escurridizas son, si pusiéramos una pared de un grosor de un año luz de plomo y lanzáramos a través de ella un chorro de esas partículas la mitad de ellas la travesarían como si no hubiera tal pared. Por lo tanto, estas partículas casi nunca interactuan con la materia, y pasan por la tierra sin dejar rastro.

¿Año de la Tierra?:

Una de las comprovaciones de la existencia de los neutrinos, y la determinación de que realmente tenían masa (por muy pequeña que fuera), ocurrió "por accidente" la noche del 23 al 24 de febrero de 1987. Aquella noche, se detectó una supernova (estrella muriendo), la cual, dada la distancia a la que estaba, habia muerto realmente, hacia 170.000 años.

Esa noche, en una mina abandonada de Japón, reconvertida en laboratorio de detección para comprobar si el protón no tiene vida eterna.

Para ello se había llenado un depósito con 3000 toneladas de agua pesada extraordinariamente pura para poder detectar destellos de luz gracias a sus 13.000 tubos fotomultiplicadores. Dicha mina estaba a 3.300 metros de profundidad, en la mina de Kamioka. De ahí el nombre de ese artilugio: súper-kamiokande.

Pues bien, ese día sus detectores se dispararon inesperadamente 12 veces. Simultáneamente, otro detector situado en una mina de sal cerca de Faiport, Ohio se disparó, también inesperadamente, 8 veces y un tercer detector situado bajo el monte Andyrchi, en el Cáucaso, registró 5 sucesos.

En total 25 neutrinos detectados, de los 10 billones de trillones de neutrinos que la supernova emitió.

Esto permitió a la comunidad científica, a partir del retraso de los neutrinos respecto a la luz que llegó de la estrella (con masa nula, hubieran llegado al mismo tiempo que los fotones, los cuales sí que carecen de masa), determinar que efectivamente, tenían masa, y acotar su cuantía.

Regalo:

Dado que los neutrinos son creados en abundancia y raramente interactúan con la materia, hay una gran cantidad de ellos en el Universo. Si tuvieran una masa apreciable, contribuirían mucho a la masa total del Universo, y afectarían su expansión.

A continuación una pequeña lista de los links sobre neutrinos que os recomendamos.
http://canales.laverdad.es/cienciaysalud/2_1_12.html
http://www.ps.uci.edu/~superk/neutrino.html
http://www.cienciakanija.com/2007/10/18/%C2%BFque-es-un-neutrino/
http://historias-de-la-ciencia.bloc.cat/post/1052/82452
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_neutrino_experiments