Observatorio enterrado bajo la Antártida detecta siete posibles ‘partículas fantasma’

Observatorio enterrado bajo la Antártida detecta siete posibles ‘partículas fantasma’

Los investigadores que trabajan con datos del Observatorio de Neutrinos IceCube enterrado profundamente en el hielo antártico creen que pueden haber detectado neutrinos tau, un cierto sabor de las partículas subatómicas del espacio. Las siete señales candidatas aparecieron en 9,7 años de datos del observatorio, un testimonio de lo esquivas que son estas pequeñas partículas.

Según el observatorio, alrededor de 100 billones de neutrinos pasan por nuestro cuerpo cada segundo. Ellos son las partículas más ligeras que conocemos que tienen masa y son fundamentales, lo que significa que no están constituidos por bloques de construcción físicos más pequeños. Los hallazgos de la colaboración se publicarán en Physical Review Letters y están actualmente alojado

en el servidor de preimpresión arXiv.

“La detección de siete eventos candidatos de neutrinos tau en los datos, combinada con la muy baja cantidad de fondo esperado, nos permite afirmar que es muy poco probable que los fondos estén conspirando para producir siete impostores de neutrinos tau”, dijo Doug Cowen, físico. en la Universidad Penn State y uno de los autores principales del estudio, en un Lanzamiento de IceCube

. “El descubrimiento de los neutrinos tau astrofísicos también proporciona una fuerte confirmación del descubrimiento anterior de IceCube del flujo astrofísico difuso de neutrinos”.

Lo sé: ¿Qué diablos es un “flujo difuso de neutrinos astrofísicos”?? Esto se refiere a la densa corriente de neutrinos provenientes de las profundidades del espacio, mucho más allá del vecindario cósmico relativamente pequeño que es la Vía Láctea. La corriente está compuesta principalmente por neutrinos electrónicos y tau, y un pequeño porcentaje de neutrinos muónicos

.

Las partículas provenientes de las profundidades del espacio tienen muchas formas y tamaños, pero la mayoría de sus tamaños son muy, muy pequeños. Hay que reconocer que se han observado directamente neutrinos. Otros, como el hipotético axiónsigue siendo difícil de alcanzar y, si se demuestra que existe, podría ser responsable de al menos parte de la materia oscura del universo.

Una representación de los DOM de IceCube, enterrados bajo el hielo.

IceCube consta de largos cables que unen más de 5.000 dispositivos sensibles a la luz que detectan raros destellos de luz azul que ocurren cuando los neutrinos interactúan con moléculas en el hielo antártico. Cowen dijo que las posibilidades de que el ruido de fondo alterara una señal de neutrino tau eran menos de una entre 3,5 millones. Su nuevo hallazgo “descarta la ausencia de datos astrofísicos [tau neutrinos] en el [5-sigma] nivel”, informó el equipo. Básicamente, se puede considerar que los neutrinos tau son extremadamente raros, pero existen.

Fermilab construye sus propios detectores de neutrinos una milla debajo de Lead, Dakota del Sur. Esos detectores, conocidos en conjunto como Experimento de Neutrinos Subterráneos Profundos (o DUNE), se encuentran a casi una milla debajo de la superficie de la Tierra, y se espera que el primer detector esté operativo en 2029.

IceCube ha estado trabajando bajo la Antártida durante más de una década, por lo que DUNE tendrá que ponerse al día. Pero dos experimentos con detectores de neutrinos son mejores que uno, así que brindemos por otra década de descubrimientos.

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