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Un pueblo de Alemania, en busca de la partícula fantasma

Se pone en marcha un experimento masivo para buscar neutrinos, la partícula arquitecta del universo

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Un pueblo de Alemania, en busca de la partícula fantasma
Espectrómetro del experimento KATRIN en la ciudad alemana de Karlsruhe

Espectrómetro del experimento KATRIN en la población alemana de Eggenstein-Leopoldshafen MIT

Resumen:

Una instalación masiva para cazar la partícula más ligera y escurridiza: el neutrino. Durante los últimos 15 años, la localidad alemana de Eggenstein-Leopoldshafen, al pie del Rin, se ha estado preparando para acoger y ver funcionar un mastodonte de 24 metros de altura diseñado para medir la masa de esta partícula que nadie ha podido ver. Bautizado como KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino), se pone ahora en marcha de la mano de 150 investigadores básicos, ingenieros y estudiantes.


Así fue el traslado del espectrómetro de KATRIN desde la fábrica hasta las instalaciones del Karlsruhe Institute al pie del Rin, y así es la partícula fantasma que esperan encontrar y medir. | Vídeo: M. Viciosa | KATRIN

 

Los neutrinos son las partículas más ligeras en el universo, pero fundamentales para que existan las grandes estructuras del cosmos. En las escalas grandes, los neutrinos actúan como arquitectos cósmicos, ya que influyen en la formación y la distribución de las galaxias.

No se pueden observar fácilmente. El pasado noviembre, por primera vez, capturaron en la Antártida neutrinos de alta energía procedentes del esapacio. Son consideradas partículas fantasma, porque lo atraviesan casi todo a la velocidad de la luz.

La idea ahora es hacerlos brotar en la Tierra. Para eso se trabaja desintegrando otras sustancias, como el gas tritio de alta pureza, “lo que permitirá determinar la relación de energía y la masa de estas partículas. En último extremo, se espera que los resultados ayuden a los científicos a entender mejor la historia del universo”, señalan desde el Instituto Karlsruhe.

Un billón de intentos

Para ver el milagro, es normalmente necesario hacer un billón de intentos. Una vez de cada billón sale de ahí un electrón que ha capturado casi toda la energía inicial, dejando el resto, muy poca, al neutrino, que prácticamente carece de masa, según la teoría. Eso sí, las desintegraciones nucleares ocurren muy rápido.

“Los neutrinos han adoptado el papel de superestrellas en el zoo de partículas elementales conocidas, y su impacto en nuestra visión moderna del macrocosmos y el microcosmos empequeñece el de otras partículas”, describe Guido Drexlin, profesor de KIT de KATRIN.

Los descubrimientos de los premios Nobel de 2015 Arthur B. McDonald (Universidad de Queens, Canadá) y Takaaki Kajita (Universidad de Tokio, Japón) muestran que los neutrinos tienen masa, pero no nos dicen cuánto. KATRIN hará uso de diferentes principios de física y métodos experimentales para realizar una medición independiente del modelo de la masa de neutrinos. “KATRIN es una misión emblemática internacional, y estamos muy interesados ​​en conocer sus primeros resultados”, declararon ambos galardonados antes del evento histórico, donde se inyectará gas tritio molecular de alta pureza por primera vez en la fuente KATRIN como beta-emisor.

En casos extremadamente raros, el neutrino aparece casi “con las manos vacías”, mientras que el electrón obtiene casi toda la energía. La famosa fórmula de Einstein E=mc² nos dice que el neutrino invisible tiene que llevarse al menos su masa en reposo, que al electrón le falta. Ahí es donde esperan cazarlo.