30 noviembre 2008

El detector de neutrinos Super Kamiokande




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Este observatorio está situado a un kilómetro de profundidad, en una mina abandonada (la de Mozumi) cerca de la ciudad de Hida, en Gizu, Japón.
Los detectores de neutrinos se suelen situar a gran profundidad para evitar detectar otras partículas. Pero claro, no es posible detectar los neutrinos directamente, de ahí la construcción de sistemas tan sofisticados como éste para descubrir trazas de su paso.
El Super-Kamiokande es absolutamente impresionante: es un depósito de agua que contiene 50.000 toneladas de agua. Los neutrinos que provienen del Sol, y que nos atraviesa una cantidad ingente cada segundo, penetran en la Tierra y llegan al depósito. Casi todos ellos lo atraviesan sin siquiera notar que está ahí pero, de vez en cuando, alguno (por pura suerte) choca con un electrón del agua o con un núcleo atómico, y lo lanza despedido.

Los electrones que salen disparados por estos choques se mueven muy rápido. Pero muy, muy rápido: más rápido que la luz en el agua. Naturalmente, esto sigue siendo más lento que la luz en el vacío (nada puede moverse más rápido), pero cuando un objeto se mueve más rápido que la luz en un medio pasa algo parecido a lo que ocurre cuando un objeto se mueve más rápido que el sonido en un medio, es decir, cuando se rompe la barrera del sonido… sólo que, en vez de un estampido sonoro, se produce radiación luminosa, que se denomina radiación de Cherenkov.





Las paredes del Super-Kamiokande están cubiertas de 11.200 tubos fotomultiplicadores, que son tan extraordinariamente sensibles que pueden detectar fotones individuales. Claro, aunque hay muchísimos neutrinos atravesando la piscina, sólo unos pocos chocan con algo, y sólo hay unos pocos fotones emitidos en forma de radiación de Cherenkov, de modo que hace falta una gran precisión para poder detectarlos.

Las corrientes de neutrinos lanzados desde estrellas o galaxias en colapso, portan con ellos trozos de datos sobre los eventos de alta energía que los produjeron. Es un recordatorio de que incluso la más diminuta de las partículas tiene una historia que contarnos sobre el universo del que son parte.

En 2001, un accidente hizo que varios miles de tubos multiplicadores se rompieran: por alguna razón, unos pocos estallaron, y la onda de choque que generaron fue rompiendo los de alrededor. Durante 2005 y 2006 se han instalado casi 6.000 tubos nuevos, y el resultado es el que vas a ver ahora… Tenemos la suerte de que se han sacado fotos en la reconstrucción antes de llenarlo de agua, de modo que vemos cosas que normalmente no veríamos.

Fuente: http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/sk/index-e.html

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