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14/4/12

Super-Kamiokande detector de neutrinos en Japón


Los neutrinos son algunas de las partículas más abundantes y misteriosas de nuestro universo. Cada segundo 65 mil millones de neutrinos pasan a través de cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo y la Tierra. Los neutrinos no llevan carga eléctrica, lo que significa que no se ven afectados por las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre las partículas cargadas tales como electrones y protones. También son extremadamente pequeños, debido a que viajan en su mayoría tranquilamente a través de la materia. Esto hace que los neutrinos sean extremadamente difíciles de detectar, mientras más difícil es una partícula de detectar, más grandes y sofisticados tienen que ser los detectores . El Súper Kamiokande en Japón es uno de esos observatorios de neutrinos.

El Super Kamiokande o Super K-por sus siglas se encuentra 1.000 metros de profundidad en la mina Mozumi en el área de Hida Kamioka. El observatorio fue diseñado para buscar la desintegración de protones, estudiar los neutrinos solares y atmosféricos, y vigilar  las supernovas en la Vía Láctea. El observatorio fue construido bajo tierra a fin de aislar el detector de rayos cósmicos y la radiación de fondo.

 El observatorio consta de 50.000 toneladas de agua pura en el tanque cilíndrico de acero inoxidable que es de 41,4 metros de alto y 39,3 metros de diámetro. Este está rodeado de 11.146 tubos fotomultiplicadores (PMT). Cuando un neutrino interactúa con los electrones o núcleos de agua, que produce una partícula cargada que se mueve más rápidamente que la velocidad de la luz en el agua (que no debe confundirse con exceder la velocidad de la luz en un vacío, que es físicamente imposible). Esto crea un cono de luz conocida como radiación Cerenkov, que es el equivalente óptico a una explosión sónica. La luz Cherenkov se proyecta como un anillo en la pared del detector y  es registrado por las PMT. El patrón distinto de este flash proporciona información sobre la dirección y el sabor del neutrino entrante.




Ingenieros examinan los instrumentos dentro del tanque medio lleno del Super-Kamiokande en un bote de remos.

El Súper Kamiokande comenzó a funcionar en 1996. Sostuvo quince veces el agua y diez veces más PMT que su predecesor, el Observatorio Kamiokande. Apenas dos años más tarde, el observatorio anotó el primer éxito - la primera evidencia de oscilación de neutrinos. Esta fue la primera observación experimental que apoya la teoría de que el neutrino tiene masa no nula, una posibilidad  que los teóricos han especulado por años.
El 23 de febrero de 1987, el Super-Kamiokande detectó, por primera vez, los neutrinos de una explosión de supernova que ocurrió en la Gran Nube de Magallanes. Esta observación confirmó que la teoría de la explosión de la supernova era correcta y fue el amanecer de una nueva era en la astronomía de neutrinos.


La entrada al observatorio de Super-Kamiokande

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