Junio 09, 2023.
Son extremadamente pequeños, no tienen carga eléctrica, y su masa casi nula les permite viajar cerca de la velocidad de la luz (c), son los neutrinos, subpartículas atómicas que inundan todo el espacio, pero por sus características físicas apenas interactúan con la materia.
Cuando miramos hacia el cielo, una miríada de neutrinos podría atravesar nuestros ojos, nuestro cráneo, y atravesar la Tierra hasta salir y continuar su viaje en el espacio exterior, sin interactuar con otra partícula. Son muy difíciles de estudiar por las dificultades para ser detectados, debido a las reducidas oportunidades para interactuar con otras partículas.
Los neutrinos son leptones, esto es, fermiones como los electrones, los muones y los tauones, pero muy pequeños, sin carga eléctrica, y obedecen a la Interacción Débil, esto significa que forman parte del complejo proceso que tienen los átomos con núcleo inestables, el fenómeno de la radiactividad. Existen tres tipos de neutrinos, llamados tres sabores de neutrinos, los neutrinos electrónicos ; los neutrinos muónicos ; y los neutrinos tauónicos . Una clasificación que obedece a su origen, esto es, los neutrinos están presentes en las reacciones de decaimiento nucleares y pueden surgir acompañando una emisión de electrones, una emisión de muones o una emisión de tauones. Realmente son partículas muy especiales ya que además pueden cambiar de sabor, por ejemplo, un neutrino electrónico puede convertirse en uno muónico y viceversa, es un fenómeno conocido como oscilación de neutrinos. Son apenas distinguibles unos de otros con sus diminutas masas no mayores a 0,120 eV.
Los neutrinos provienen del decaimiento beta en los núcleos estelares y en el Sol; surgen en las reacciones de cascada de la alta atmósfera de la Tierra; y son emitidos en las reacciones de desintegración de isótopos radiactivos en la superficie terrestre.
La detección de Neutrinos
Para conocer más sobre los procesos nucleares es necesario saber más de los neutrinos, y para lograr detectarlos son necesarios observatorios y laboratorios ubicados profundamente dentro de la superficie de la Tierra, equipados con grandes tanques de materia densa, y super sensibles detectores. Las instalaciones para estudiar neutrinos se ubican bajo tierra para asegurarse de filtrar partículas atómicas y subatómicas grandes; el material denso es para asegurar que las elusivas partículas choquen con otras y finalmente los detectores lo confirmen.
Una de las formas de detectar la presencia de neutrinos es mediante el registro de la Radiación Cherenkov que dejan tras de sí, como es el caso de los detectores usados en los observatorios de neutrinos SNO y el Super Kamiokande. Las instalaciones del Sudbury Netutrino Observatory (SON), en Onatario, Canadá se encuentran en una mina a 2,1 kilómetro de profundidad; el detector de neutrinos es una esfera cargada con una tonelada de agua pesada (), una sustancia dieléctrica rodeada de tubos fotomultiplicadores o detectores de centelleo, para detectar Radiación Cherenkov. Dentro del dieléctrico, cuando un neutrino choca con una partícula y se emiten electrones, positrones o protones, estos serán acelerados más allá de la velocidad del campo electromagnético propio, produciendo un boom óptico de fotones blanco azulados que los detectores de centelleo registrarán y amplificarán.
Las instalaciones del Super Kamiokande en Gifu, Japón, están en una mina a 1 km dentro del subsuelo. El detector de neutrinos también se basa en el registro de la Radiación Cherenkov, pero la masa dieléctrica de interacción son 55 mil toneladas de agua ultra pura, contenida en un tanque cilíndrico.
Monumentales y costosas instalaciones científicas, llenas de físicos y técnicos del más alto nivel para estudiar algo tan pequeño, y tan rápido, que apenas parece existir.
Fuente: Kamioka Observatory, Institute for Cosmic Ray Research, University of Tokyo.