{"id":41,"date":"2017-01-19T13:03:49","date_gmt":"2017-01-19T12:03:49","guid":{"rendered":"http:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/?p=41"},"modified":"2017-04-25T23:20:28","modified_gmt":"2017-04-25T21:20:28","slug":"telescopios-submarinos-de-neutrinos-antares-y-km3net","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2017\/01\/19\/telescopios-submarinos-de-neutrinos-antares-y-km3net\/","title":{"rendered":"Telescopios submarinos de neutrinos: ANTARES y KM3NeT"},"content":{"rendered":"<h3>\u00bfQu\u00e9 son los neutrinos?<\/h3>\n<p>Los neutrinos son <a href=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/2016\/12\/20\/particulas-elementales-particulas-compuestas-y-particulas-virtuales\/\">part\u00edculas elementales<\/a> del Modelo Est\u00e1ndar, que es, en cierta manera, el equivalente en f\u00edsica de la tabla peri\u00f3dica de los elementos qu\u00edmicos. En la tabla peri\u00f3dica de qu\u00edmica se llama \u201celementos qu\u00edmicos\u201d a cosas que, como sabemos, no son elementales desde el punto de vista de la f\u00edsica, pues los \u00e1tomos est\u00e1n hechos de protones, neutrones y electrones. Algunas de estas part\u00edculas tampoco son elementales: protones y neutrones est\u00e1n compuestos por quarks y gluones, mientras que los electrones, hasta donde sabemos hoy en d\u00eda, s\u00ed est\u00e1n hechas solo de s\u00ed mismas. Pues bien, adem\u00e1s de electrones, quarks y gluones tambi\u00e9n hay otras part\u00edculas elementales, entre ellas los neutrinos.<!--more--><\/p>\n<figure id=\"attachment_42\" aria-describedby=\"caption-attachment-42\" style=\"width: 300px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-42 size-medium\" src=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/deconstruction_image-300x300.gif\" width=\"300\" height=\"300\" srcset=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/deconstruction_image-300x300.gif 300w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/deconstruction_image-150x150.gif 150w\" sizes=\"(max-width: 300px) 85vw, 300px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-42\" class=\"wp-caption-text\">Las part\u00edculas del\u00a0Modelo Est\u00e1ndar, con los tres neutrinos marcados en verde. Los m\u00e1s observadores ver\u00e9is que en esta representaci\u00f3n falta un miembro\u00a0importante de la familia: el bos\u00f3n de Higgs, del que no hablaremos hoy. Cr\u00e9dito: Symmetry Magazine<\/figcaption><\/figure>\n<p>Los neutrinos son part\u00edculas realmente raras, pero no en el sentido de poco frecuentes (de hecho, son las part\u00edculas m\u00e1s abundantes en el Universo despu\u00e9s de los fotones), sino porque sus propiedades son sorprendentes. No tienen carga el\u00e9ctrica, apenas tienen masa y solo interaccionan a trav\u00e9s de la llamada <em>interacci\u00f3n d\u00e9bil<\/em> que, como su nombre indica, es muy sutil. De hecho, por nuestro cuerpo est\u00e1n pasando cientos de miles de millones de neutrinos cada segundo sin dejar rastro. La gran mayor\u00eda de ellos vienen del Sol, donde se producen como resultado de los procesos de fusi\u00f3n nuclear que transforman el hidr\u00f3geno en helio, produciendo energ\u00eda. Tambi\u00e9n se producen, por ejemplo, en reactores nucleares y precisamente en un experimento junto a un reactor nuclear fue donde se detectaron por primera vez, hace sesenta a\u00f1os. Incluso nosotros emitimos neutrinos (\u00a1varios cientos de millones al d\u00eda!) dado que parte de nuestro cuerpo contiene elementos radiactivos que tambi\u00e9n producen neutrinos al desintegrarse. Pero los que nos interesan aqu\u00ed son los producidos en otras estrellas y galaxias\u2026<\/p>\n<h3>Astronom\u00eda de neutrinos<\/h3>\n<p>Durante siglos, la forma de observar el Universo ha sido usando la luz visible, es decir, la que nuestros ojos pueden detectar. La invenci\u00f3n de los telescopios (\u00f3pticos) mejor\u00f3 nuestra capacidad para observar esta luz. M\u00e1s recientemente hemos construido tambi\u00e9n telescopios y antenas que nos permiten observar la luz no visible, es decir, luz hecha de fotones de menos energ\u00eda (ondas de radio, microondas, infrarrojas) o de m\u00e1s energ\u00eda (ultravioleta, rayos X, rayos gamma). Esto nos ha proporcionado much\u00edsima informaci\u00f3n adicional. Desde hace unos cien a\u00f1os, tambi\u00e9n podemos detectar los llamados <em>rayos c\u00f3smicos<\/em>, es decir, part\u00edculas, b\u00e1sicamente protones y n\u00facleos de helio, que nos llegan desde m\u00e1s all\u00e1 del Sistema Solar.<\/p>\n<p>Estas han sido por tanto nuestras fuentes de informaci\u00f3n \u201ctradicionales\u201d, que nos han permitido observar y estudiar el cielo con gran detalle. Sin embargo, tienen limitaciones. Por ejemplo, los rayos c\u00f3smicos, al ser part\u00edculas cargadas, son desviados por los campos magn\u00e9ticos en nuestra galaxia, as\u00ed que no podemos identificar qu\u00e9 fuentes los est\u00e1n produciendo. Por otro lado, los rayos gamma (luz de alta energ\u00eda) y los rayos c\u00f3smicos son absorbidos en su propagaci\u00f3n desde las fuentes astrof\u00edsicas que los producen. Por tanto, ser\u00eda muy \u00fatil disponer de un \u201cmensajero c\u00f3smico\u201d que no tuviera estos problemas, alguna part\u00edcula neutra y que casi no interaccionara\u2026 \u00a1algo como los neutrinos! Ciertamente, los neutrinos pueden darnos informaci\u00f3n muy interesante para estudiar el cosmos. El reto es justamente el poder detectarlos.<\/p>\n<h3>ANTARES y KM3NeT<\/h3>\n<p>Construir telescopios de neutrinos no es trivial. La idea b\u00e1sica fue expuesta hace medio siglo, pero ponerla en pr\u00e1ctica ha costado d\u00e9cadas. Esta idea se basa en que algunos (solo una peque\u00f1\u00edsima fracci\u00f3n) de los neutrinos que nos llegan de otras estrellas o galaxias no pasan de largo, sino que interaccionan y producen un muon, que es otra part\u00edcula elemental parecida al electr\u00f3n. Ese muon, que se mueve a gran velocidad, produce en un medio transparente lo que se llama <em>luz de Cherenkov<\/em>, una luz azulada que podemos detectar mediante unos aparatos llamados <em>fotomultiplicadores<\/em>, que vienen a ser los \u201cojos\u201d de nuestro detector. Por lo tanto, colocando cientos de esos ojos en el mar (otra opci\u00f3n es el hielo ant\u00e1rtico) podemos ver esos muones que nos indican que ha pasado un neutrino y en qu\u00e9 direcci\u00f3n ven\u00eda.<\/p>\n<figure id=\"attachment_43\" aria-describedby=\"caption-attachment-43\" style=\"width: 822px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-43 size-full\" src=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/antares_raytracing.jpeg\" width=\"822\" height=\"617\" srcset=\"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/antares_raytracing.jpeg 822w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/antares_raytracing-300x225.jpeg 300w, https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/wp-content\/uploads\/2017\/01\/antares_raytracing-768x576.jpeg 768w\" sizes=\"(max-width: 709px) 85vw, (max-width: 909px) 67vw, (max-width: 984px) 61vw, (max-width: 1362px) 45vw, 600px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-43\" class=\"wp-caption-text\">Este es el aspecto que puede tener un muon movi\u00e9ndose a trav\u00e9s del agua del oc\u00e9ano mientras emite un cono de azulada luz de Cherenkov. Los fotomultiplicadores de ANTARES son nuestros ojos en este mundo abisal. Cr\u00e9dito: ANTARES<\/figcaption><\/figure>\n<p>Como los rayos c\u00f3smicos tambi\u00e9n producen muones cuando llegan a la atm\u00f3sfera (lo cual enmascara la se\u00f1al que queremos detectar) es necesario situar estos fotomultiplicadores a gran profundidad. Eso es justamente lo que hemos hecho en el proyecto ANTARES, que es un detector situado a 40 kil\u00f3metros de Tol\u00f3n, en la costa azul francesa, a 2500 metros de profundidad. En total se han instalado unos 900 de esos ojos. Desde 2008 hemos estado tomando datos y hemos detectado miles de neutrinos\u2026 pero no de los que nos interesan. Los neutrinos que hemos visto son los que producen los rayos c\u00f3smicos en la atm\u00f3sfera, no los que vienen directamente de las estrellas. Ir\u00f3nicamente, entender el origen de los rayos c\u00f3smicos es justamente uno de los objetivos fundamentales de estos detectores, ya que esperamos que los mismos procesos en los que se originan los rayos c\u00f3smicos produzcan tambi\u00e9n neutrinos. Detectando estos neutrinos s\u00ed que obtenemos informaci\u00f3n de su origen porque no son desviados por los campos magn\u00e9ticos.<\/p>\n<p>En tanto en cuanto, otro detector llamado IceCube, basado en la misma idea pero a una escala mucho mayor (de un kil\u00f3metro c\u00fabico, es decir, 20 veces m\u00e1s grande que ANTARES) instalado en el hielo del Polo Sur, ha empezado por fin a observar estos neutrinos c\u00f3smicos. Sin embargo, en el hielo es m\u00e1s dif\u00edcil reconstruir la direcci\u00f3n de los neutrinos. Adem\u00e1s, tampoco se puede observar bien nuestra galaxia desde el Polo Sur, ya que es mejor mirar los neutrinos que vienen del otro lado de la Tierra. Los neutrinos son capaces de atravesar el planeta entero, mientras que los muones atmosf\u00e9ricos son absorbidos. Por tanto, lo ideal es construir un telescopio de neutrinos en el mar y en el hemisferio norte (como ANTARES) pero con el tama\u00f1o de IceCube. Ese proyecto se llama KM3NeT y su construcci\u00f3n ya ha comenzado cerca de la costa de Sicilia. Un grupo de cient\u00edficos del IFIC ha participado desde el principio tanto en ANTARES como en KM3NeT\/ARCA, dise\u00f1ando y construyendo algunos de sus elementos y analizando los datos producidos. Los pr\u00f3ximos a\u00f1os prometen ser muy interesantes conforme se siga abriendo esta nueva ventana al Universo. Por cierto, tambi\u00e9n se est\u00e1 instalando en las costas francesas un \u201chermano peque\u00f1o\u201d de KM3NeT\/ARCA, llamado KM3NeT\/ORCA, para medir cosas como la jerarqu\u00eda de masas de los neutrinos y observar la materia oscura, pero eso lo dejamos para otra entrada\u2026<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Para quienes no conozcan proyectos como ANTARES y KM3NeT el t\u00edtulo de este art\u00edculo puede resultar sorprendente: \u201c\u00bftelescopios submarinos?, \u00bfneutrinos?\u2019\u2019. Vamos a intentar arrojar algo de luz sobre este tema, si bien \u201carrojar luz\u201d puede que no sea la expresi\u00f3n m\u00e1s adecuada, porque estos telescopios, precisamente, no son para ver la luz. Aunque en realidad s\u00ed que se basan en la detecci\u00f3n de luz\u2026 bueno, todo esto se est\u00e1 liando demasiado. Vamos a empezar por el principio.<\/p>\n","protected":false},"author":44,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8,6],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41"}],"collection":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/users\/44"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=41"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":59,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41\/revisions\/59"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=41"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=41"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/bloggy.ific.uv.es\/bloggy\/index.php\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=41"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}