Neutrino

Conocido también con el nombre de partícula fantasma o partícula camaleón, el neutrino es una partícula elemental de la materia, muy numerosa en el universo pero increíblemente difícil de detectar. Es una partícula fundamental dentro de la familia del electrón que no posee ningún tipo de carga eléctrica.

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Taquiones

¿Qué es un neutrino?

Partículas fundamental subatómica que compone el universo y que tiene una carga neutra. Tienen masa aunque no se conoce exactamente cuál es y además, es muy similar al electrón.

Definición de neutrino

Los neutrinos son una de las partículas fundamentales que componen el universo y al mismo tiempo son las partículas menos entendidas. Son similares al electrón que conocemos con regularidad, con una diferencia crucial y es que los neutrinos no tienen ningún tipo de carga eléctrica. En vista de que los neutrinos son eléctricamente neutros, no tienen ningún tipo de afectación debido a las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre los electrones. Los neutrinos se ven afectados solo por una fuerza subatómica «débil» de un alcance mucho más corto que el electromagnetismo, y por lo tanto son capaces de atravesar grandes distancias en la materia sin sufrir ningún tipo de afectación.

Historia

De lo que sabemos hoy en día gracias a la ciencia, es que la mayoría de los neutrinos que flotan nacieron hace alrededor de 15 mil millones de años, poco tiempo después del nacimiento del universo. Desde entonces, el universo se ha expandido y enfriado de forma continua, y los neutrinos han continuado.

El neutrino fue postulado por primera vez en diciembre de 1930 por Wolfgang Pauli para explicar el espectro de energía de las desintegraciones beta, la descomposición de un neutrón en un protón y un electrón. Pauli teorizó que una partícula no detectada estaba llevando la diferencia observada entre la energía y el momento angular de las partículas iniciales y finales. Debido a sus propiedades «fantasmales», la primera detección experimental de neutrinos tuvo que esperar 25 años después de haber sido discutida por primera vez. En 1956, Clyde Cowan, Frederick Reines, F. B. Harrison, H. W. Kruse y A. D. McGuire publicaron el artículo «Detección del neutrino libre: una confirmación» resultado que fue recompensado con el Premio Nobel de 1995.

Características

Las principales características de los neutrinos son las siguientes:

• Son tan veloces casi como la velocidad de la luz.
• Son partículas de tamaño muy pequeño, casi como los electrones.
• No interaccionan prácticamente con nada en el universo.
• Es muy difícil de detectar pese a que existen millones de ellas.
• No tienen ningún tipo de carga eléctrica.
• Son emitidos por las estrellas y por la atmósfera.
• También pueden llegar a ser creados por medio de la radioactividad beta.
• Tiene una masa nula o demasiado pequeña.
• Tienen poca interacción con la materia.
• No sufren ningún tipo de afectación por las fuerzas electromagnética o nuclear fuerte, pero sí se afectan por la fuerza nuclear débil y la gravitatoria.

Para qué sirven

El neutrino es una partícula elemental lo que quiere decir que no se pueden subdividir en otras partículas. Este tipo de particulas es parte esencial de todos los bloques y de todo lo que existe en el universo.

Tipos

Existen tres tipos de neutrinos: los neutrinos electrónicos ( ne ), neutrino muónico ( nm ) y neutrino tauónico ( nt ) más sus respectivas antipartículas. Tienen la capacidad de pasar de una familia de neutrinos a otra por medio de un proceso que se conoce con el nombre de oscilación de neutrinos. La oscilación que se da en los neutrinos implica directamente en que éstos tengan una masa no nula.

Fuentes de neutrinos

Las principales fuentes de neutrinos son:

• El Sol: es la fuente más importante en la producción de neutrinos y nacen de él por medio de los procesos de desintegración beta de las reacciones su núcleo. Escapan libremente del núcleo solar atravesando a Tierra.
• Fuentes humanas: las principales fuentes que se encarga de crear los neutrinos artificiales son las centrales nucleares. Estas centrales pueden llegar a generar unos 1020 antineutrinos por segundo, y en menor medida, los aceleradores de partículas.
• Fenómenos astrofísicos: en las supernovas tipo II, provocan la expulsión de la masa de la estrella al medio interestelar. Esta emisión de energía que se hace en forma de neutrinos es muy grande y sólo una pequeña parte se transforma en luz y en energía cinética.

Detector

Detectores basados en procesos radiactivos

En 1967 Raymond Davis logró encontrar un sistema de detección de neutrinos cuando observó que el cloro-37 podía absorber un neutrino para convertirse en argón-37.

Detectores basados en el efecto Cherenkov

Se basaban en la colisión de neutrinos con electrones contenidos en un medio acuoso. Estos detectores se basan en que el neutrino cuando impacta contra un electrón le pasa parte de su momento dándole a éste una velocidad superior a la de la luz en ese mismo medio acuoso. Se da una emisión de luz característica, conocida como radiación de Cherenkov, captada por los fotomultiplicadores que recubren las paredes del recipiente.

Oscilaciones de neutrinos

El fenómeno de oscilaciones de neutrinos se encuentra relacionado a las masas, porque permiten que los neutrinos vayan pasando de uno a otro a lo largo de su recorrido. Los experimentos de oscilaciones nos permiten conocer muchas de las propiedades de las masas de los neutrinos, pero la oscilación no conserva información sobre su valor.

Importancia

Los neutrinos son uno de los ingredientes esenciales del universo, y han desempeñado un papel muy importante en ayudar a los científicos a comprender algunas de las preguntas más fundamentales de la física. Son importantes para nuestra comprensión del tipo de procesos que ocurren bajo el sol, y también son un bloque de construcción importante para el plan maestro de la naturaleza.