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Neutrinos veloces

Puede que la teoría de la relatividad quede en evidencia Y la noticia es que los resultados siguen indicando que la velocidad medida de esos neutrinos en el experimento OPERA resulta superior a la de la luz: llegan unos 60 nanosegundos más rápidos que lo que lo harían los fotones. ¿Es la confirmación que se estaba esperando?

20.11.2011 - David Ortega

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Neutrinos mas veloces que la luz
Neutrinos mas veloces que la luz

 

Otra vez tenemos neutrinos superlumínicos en los diarios. La noticia, recogida por la sección de ciencia de El Mundo sobre un nuevo experimento que otorga una velocidad mayor que la de la luz a los neutrinos ha vuelto a calentar los ánimos dentro de la física fundamental, habitualmente poco conocida en los medios de comunicación general. Lo paradójico es que despierte tanta controversia entre el público, como podemos ver en los comentarios en este mismo digital. Incluso este mismo cronista ha sido aludido por algún lector, que erróneamente percibe que en el escepticismo de los expertos sobre los resultados del experimento OPERA, que comparto, hay realmente el intento de acallar las opiniones contrarias. No es el caso, y precisamente este nuevo experimento que ahora se incluirá en el artículo renovado, muestra todo lo contrario.

Así que antes de acusar a la ciencia de inmovilista, antes de tirar la física por la ventana y comenzar como si nada, conviene analizar con detenimiento lo que se ha medido, y cómo se analiza. Es exactamente lo que se ha estado haciendo desde el primer anuncio a finales de septiembre, cuando se dio a conocer un artículo, resultado de la colaboración internacional de OPERA, que había realizado un curioso experimento: lanzar paquetes de neutrinos creados en el CERN en Suiza a través de la corteza terrestre que fueron medidos a su llegada a los detectores de Gran Sasso, en Italia, a 730 km de distancia. Se trataba de un complejo experimento cuyo análisis de datos había supuesto el trabajo de cientos de personas (el artículo con los resultados lleva 174 autores) a lo largo de casi tres años. Un desarrollo comprensible porque una de las conclusiones del mismo es que se había detectado que los neutrinos viajaban a una velocidad superior a la de la luz en el vacío. El Mundo se hizo eco del interés, en una retransmisión comentada por los responsables de la sección de ciencia de la conferencia donde se dieron a conocer los resultados, en vivo y en directo desde Ginebra. Y en este blog hablamos sobre el tema, y sus implicaciones, y la extrañeza que suponía encontrar este resultado que, por el momento, quedaba como algo anómalo y en la lógica espera del análisis y reproducción de resultados de manera independiente.

Posteriormente, vino la publicación propiamente dicha (en física y otras ciencias básicas, es habitual disponer de los trabajos en la fase de prepublicación, lo que permite avanzar resultados y facilita la colaboración y discusión entre los expertos en cada tema: arXiv se llama esta biblioteca digital, que cumplió en agosto 20 años). A la vez que el debate y, también, numerosos artículos que incidían en diferentes aspectos de los resultados publicados. Evidentemente, el interés despertado en los medios de comunicación y el debate surgido en los diferentes foros populares es muy diferente a la crítica a la que se estaba ya sometiendo desde la comunidad científica. Que es una crítica necesaria para poder avanzar en el conocimiento, no una inquisición (como se ha percibido por algún lector). De hecho, en el artículo tal y como se publicaba, el firmado por los 174 investigadores (se supo que cuatro de ellos había declinado firmar porque no estaban de acuerdo con algunos detalles del trabajo) se veía la cautela y parsimonia con que se analizaban los resultados de la velocidad anómala. Como comentaba el físico y bloguero Arturo Quirantes comentaba en Amazings.es hace poco más de un mes: 

Maticemos: se trata del mismo equipo de la investigación, y de la toma en consideración de un experimento que en la versión anterior del artículo no estaba listo para su inclusión. Es decir, y conviene aclararlo, lo que tenemos el día 17 de noviembre (aquí vemos en arXiv el artículo) es una segunda versión del mismo artículo inicial del 22 de noviembre, que dio lugar a toda la noticia. No es un experimento independiente, sino la revisión del artículo principal publicado en la revista. Por cierto, que los cuatro autores que no firmaron antes, entre otras razones porque creían que la publicación era prematura (como era el caso de Caren Hagner, de la Universidad de Hamburgo, una de las voces disidentes desde dentro que más se escuchó) y que había que seguir analizando todo (hablamos de un complejísimo experimento, con mucha técnica y mediciones extremadamente precisas, con miles de fuentes de error que hay que evaluar y minimizar etc.) sí firman esta nueva versión, aunque otros cuatro no lo hacen. Es interesante leer el resumen rápido de las noticias en medios especializados que hace Francis (the)E mule Science's News.

Por supuesto, la cuestión de fondo corresponde a una discusión más especializada, pero responde a la necesidad, que comentábamos, de afinar en las mediciones. Por supuesto, estamos hablando de sincronizaciones de aparatos con precisión de unos cuantos nanosegundos, uso de sofisticados sistemas de posicionamiento, y unas partícula esquivas cuya detección no es precisamente sencilla. Para entenderlo: los neutrinos se producen lanzando paquetes de protones acelerados en un anillo sincrotrónico contra un blanco, en el CERN. Viajan a velocidades cercanas a la de la luz (mediciones sistemáticas de los últimos decenios acotan tanto la masa como las velocidades posibles de los neutrinos en estos experimentos con mucha constricción). Pero no salen todos a la vez, sino en un pulso que tiene una pequeña duración, pero originalmente amplia: los pulsos de protones tenían un "tamaño" de 10,5 microsegundos. En el nuevo experimento incluido, realizado en octubre tras las críticas de la primera versión, se han conseguido pulsos muchísimo más breves, de 3 nanosegundos (es decir, 3.000 veces más cortos). Además se han usado nuevos GPS y nuevas técnicas para precisar mejor la medida de distancias (tema sujeto de otras de las críticas publicadas)

Y la  noticia es que los resultados siguen indicando que la velocidad medida de esos neutrinos en el experimento OPERA resulta superior a la de la luz: llegan unos 60 nanosegundos más rápidos que lo que lo harían los fotones. ¿Es la confirmación que se estaba esperando? No.

En primer lugar, la serie de experimentos anteriores sumaba unas 15.000 detecciones, pero los nuevos experimentos, más precisos, incluyen por el momento 20 detecciones solamente. No es lo mismo, y a la hora de estimaciones de error y de mediciones con precisión esta cuestión es importante. La agencia SINC recoge las declaraciones de Fernando Ferroni, presidente del Instituto Italiano de Física Nuclear, la entidad que opera en Gran Sasso: 

?El experimento OPERA, gracias a un haz de neutrinos especialmente adaptado del CERN, ha hecho una prueba importante de la consistencia de sus resultados. El resultado positivo de la prueba nos hace tener más confianza en el resultado, aunque la última palabra la tendrán mediciones análogas en otros experimentos?.

En primer lugar los nuevos datos de la versión 2 del artículo habrán de generar otros cientos de críticas y análisis, tan interesantes y clarificadores como los anteriores. Y, sin duda, los propios responsables de OPERA seguirán realizando medidas. Queda, y es importante, un experimento independiente que pueda confirmar o refutar estos resultados. Hay actualmente 18 experimentos en diversos laboratorios de todo el mundo que estudian diversas caraterísticas de los neutrinos  producidos en colisiones de partículas. Y otros tantos analizan neutrinos cósmicos, que atraviesan la Tierra. Y en muchos de ellos se analiza la posiblidad de realizar mediciones para compararlas con las publicadas ahora. Quizá la primera resupuesta venga desde EEUU, de MINOS (Main Injector Neutrino Oscillation Search), un experimento que analiza los neutrinos producidos en experimentos del Fermilab, el centro estadounidense de investigación en física fundamental de Batavia, cerca de Chicago (Illinois). Introduciendo algunas modificaciones del sistema, serían capaces de realizar mediciones independientes el año que viene. A ver qué nos van contando.

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Fin del periodo de
participación

Un saludo a todos los participantes de El Norte Escolar 2011. Finalizó el periodo de participación.

El fallo del premio se dará a conocer a través de elnortedecastilla.es en el mes de diciembre de 2011, en una fecha que se confirmará antes de la finalización del concurso.

Entrega de premios 2011

Gala de entrega de la Edición 2011 del concurso El Norte Escolar

El Norte Escolar 2011

Galería con los grupos que participaron en la edición del año pasado.

Galería de fotos con los grupos participantes en esta nueva edición del concurso.

 

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