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El detector de neutrinos más grande del mundo, Hyper-K, ha recibido el visto bueno

El detector de neutrinos más grande del mundo, Hyper-K, ha recibido el visto bueno


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El gabinete japonés ha dado luz verde a una $ 600 millones detector de neutrinos gigantes que se construirá. Llamado el experimento Hyper-Kamiokande, podría cambiar las reglas del juego para la carrera por detectar y estudiar neutrinos.

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¿Cómo se observan los neutrinos?

Los neutrinos se detectan utilizando un aparato especializado llamado, curiosamente, detectores de neutrinos. Estos suelen consistir en un gran tanque de agua muy pura que está revestido con detectores especiales.

La idea es detectar la presencia de algo llamado luz Cherenkov.

"Los neutrinos emiten luz Cherenkov cuando atraviesan el agua a una velocidad cercana a la de la luz. Por lo tanto, el detector detecta el efecto de los neutrinos que interactúan con el agua y no los neutrinos en sí". - astro.wisc.edu.

¿Por qué es tan difícil la detección de neutrinos?

Los neutrinos son tan difíciles de detectar principalmente porque son muy pequeños. Esto hace que sea casi imposible de detectar directamente.

Por esta razón, se requieren otros medios de detección indirecta para intentar "observarlos" experimentalmente.

"Los neutrinos son difíciles de detectar porque son 100.000 muchas veces más pequeños que un electrón, por lo que son demasiado pequeños para detectarlos con el equipo actual. Tampoco tienen carga y no interactúan con ninguna otra partícula atómica, por lo que significa que es más difícil de encontrar al mirar los diagramas de Feynman ". Mi Tutor.

¿Qué es el experimento Hyper-Kamiokande?

El experimento Hyper-Kamiokande está destinado a ser el detector de neutrinos más grande jamás construido. Conteniendo alrededor 260.000 toneladas de agua hiperpura, el detector se construirá dentro de una caverna gigantesca junto a la mina Kamioka de la ciudad de Hida.

Este nuevo detector, una vez construido, empequeñecerá a su hermano ya gigante, el detector Super-Kamiokande. El equipo detrás del proyecto espera que su nuevo detector gigantesco traiga algunos descubrimientos revolucionarios en estas elusivas partículas.

Reportado en la revista Naturaleza, el detector es prometedor: -

"El enorme tamaño del Hyper-Kamiokande (Hyper-K) le permitirá detectar un número sin precedentes de neutrinos producidos por diversas fuentes, incluidos los rayos cósmicos, el Sol, supernovas y rayos producidos artificialmente por un acelerador de partículas existente. Además de capturando neutrinos, controlará el agua para detectar la posible desintegración espontánea de protones en los núcleos atómicos, lo que, si se observa, sería un descubrimiento revolucionario ". -Naturaleza.

El proyecto va a ser una empresa enorme y se espera que cueste en algún lugar de la región de $ 600 millones (64,9 mil millones de yenes japoneses).Se necesitarán más inversiones para actualizar el acelerador PARC 300 kilometros en Tokai, donde se producirá el rayo de neutrinos.

El gobierno japonés financiará la mayor parte del proyecto y la cuarta parte restante será proporcionada por socios internacionales como el Reino Unido y Canadá.

¿Qué tan grande será Hyper-K?

El enorme detector consistirá en un tanque en forma de tambor 71 metros de profundidad y 68 metros de ancho. Esta enorme estructura estará alojada en una caverna artificial que se construirá utilizando grandes cantidades de explosivos.

"Se cavará una sala para albergar el tanque con cargas explosivas en un sitio 8 kilómetros de las instalaciones existentes de Kamioka, para evitar vibraciones que perturben el detector de ondas gravitacionales KAGRA, que está a punto de empezar a funcionar. El sitio de Kamioka fue elegido hace décadas debido a las instalaciones mineras existentes y la alta calidad de la roca, así como por el abundante suministro de agua dulce ". Naturaleza.

Los detectores de luz sensibles alinearán el interior del tanque. Estos capturarán destellos débiles que se emiten cuando los neutrinos chocan con los átomos de agua.

Los físicos de todo el mundo están muy entusiasmados con el potencial del proyecto. Esto se debe a que podrá estudiar las diferencias en el comportamiento de los neutrinos y sus contrapartes antineutrinos antimateria.

Pero, según Masayuki Nakahata, físico de la Universidad de Tokio, el mayor descubrimiento que podría hacer Hyper-K es la desintegración de protones.

"La desintegración de protones nunca se ha observado y, por lo tanto, debe ser extremadamente rara, si es que ocurre, lo que significa que el protón tiene una vida media muy larga, de más de 1034 años." - Naturaleza.

Esto sería innovador ya que el modelo estándar actual en física de partículas no permite que ocurra la desintegración de protones. Sin embargo, muchas teorías más nuevas que podrían reemplazarlo y prometen unificar las fuerzas fundamentales lo hacen.

Hyper-K, con su volumen de agua mucho mayor, debería proporcionar una mayor probabilidad de que los protones se desintegran, si las predicciones son correctas. Si no se detecta este fenómeno, podría ayudar a justificar una prolongación significativa de la vida media de los protones.


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