La relatividad de Einstein sobrevive a la prueba de los neutrinos

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Stuart MufsonLos físicos que trabajan para refutar la “invarianza de Lorentz” – la predicción de Einstein de que la materia y las partículas sin masa se comportan de la misma forma no importa cómo sean ni lo rápido que vayan – no lograron tal satisfacción de los neutrinos muón, al menos por el momento, dice un consorcio de científicos.

La prueba de la invarianza de Lorentz, llevada a cabo por los científicos del Experimento MINOS de la que se informó en el ejemplar del 10 de octubre de la revista Physical Review Letters, comenzó con un flujo de neutrinos muon producidos en el acelerador de partículas del Fermilab, cerca de Chicago, y finalizó con un detector de neutrinos a 750 metros de distancia y otro a 103 metros bajo el suelo. Cuando la Tierra realiza su rotación diaria, el rayo de neutrinos también rota.

“Si ahí fuera hay un campo que puede provocar violaciones de la invarianza de Lorentz, deberíamos ser capaces de ver sus efectos cuando el rayo rota en el espacio”, dijo el astrofísico de la Universidad de Indiana en Bloomington, Stuart Mufson, líder del proyecto. “Pero no lo vimos. La relatividad de Einstein vive para ver otro día”.

Mufson se apresura a señalar que el informe de Physical Review Letters no refuta la existencia del campo violación de Lorentz. A pesar de la sofisticación y potencia del detector de MINOS, “Puede ser que los efectos del campo sean tan extremadamente pequeños que necesites herramientas extraordinarias para detectarlo”, dice Mufson.

Mufson es miembro del Experimento MINOS, un consorcio internacional de físicos dedicados al estudio de las misteriosas propiedades de los neutrinos, particularmente las oscilaciones similares a ondas. MINOS significa Búsqueda de Oscilación de Neutrinos de Inyector Principal. Los científicos de MINOS utilizan las instalaciones del Fermilab para crear un rayo de neutrinos. Los neutrinos son dirigidos contra dos detectores: uno en el Fermilab (el detector cercano) y otro en la Mina Soudan Mine en el norte de Minnesota (el detector lejano).

Para producir neutrinos, los científicos de MINOS apuntaron un rayo de protones hacia una diana de carbono. La interacción provocó una lluvia de piones (o mesones pi, un tipo de partícula subatómica), algunos de los cuales decayeron en neutrinos muón en la dirección del detector. Los neutrinos que viajan a casi la velocidad de la luz, no se ven afectados por los campos gravitatorios ni magnéticos, y debido a estas particulares propiedades, pueden viajar intactos a través de la corteza terrestre.

La noción de un campo de violación de Lorentz se ha hecho popular entre los físicos teóricos. Se sabe que las reglas físicas no hacen un buen trabajo en la explicación de los momentos cataclísmicamente caóticos inmediatamente después del Big Bang, por lo que algunos físicos están desarrollando nuevas teorías para solventar el problema. La posibilidad de que alguna de estas nuevas teorías violen la relatividad fue propuesta por el colega de Mufson, Alan Kostelecky, distinguido profesor de física en la UI en Bloomington. Kostelecky proporcionó algunos consejos a los científicos que presentaron el informe.

La “Extensión del Modelo Estándar” de Kostelecky describe los campos de violación de Lorentz que podrían surgir en los comienzos del universo y también vincula las reglas de la relatividad de Einstein con la mecánica cuántica post-Einsteniana.

Una de las implicaciones de las ideas de Kostelecky es que el campo de violación de Lorentz podría haber sido muy potente durante los primerísimos momentos de nuestro universo. Ahora que el universo se ha expandido a un tamaño considerable, no obstante, la fuerza de este campo de violación de Lorentz puede verse seriamente reducida, haciendo que su existencia sea difícil de detectar, si es que, efectivamente, existe en realidad.

“Cada experimento realizado hasta el momento no ha encontrado violaciones en la invarianza de Lorentz”, dijo Mufson. “Eso no significa que vayamos a dejar de buscar. Sabíamos que el Experimento MINOS presentaba una nueva forma de buscar violaciones, y en un lugar distinto. Hacemos cosas que son simples y buscamos algo profundo”.

Mufson dice que el crédito de la investigación debe darse a Brian Rebel, graduado de doctorado en la UI en Bloomington que es ahora profesor de posdoctorado en el Fermilab, en Batavia, Illinios. Otros contribuyentes de la UI en Bloomington incluyen a Robert Armstrong, Chuck Bower, Masaki Ishitsuka, Mark Messier, Jim Musser, Jon Paley y Jon Urheim.


Fecha Original: 15 de octubre de 2008
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