La masa de los neutrinos explicada en 60 segundos.

Artículo publicado por Gary Feldman en septiembre de 2008 en  Symmetry magazine

Las masas de los neutrinos son muy difíciles de medir. Mientras que sabemos con precisión la masa del electrón, tenemos poca información acerca de la masa de su compañera neutra, el neutrino electrónico. Lo mismo ocurre con el neutrino muónico y el neutrino tau.

Durante mucho tiempo los científicos pensaron que los neutrinos tenían masa nula. Pero los experimentos revelaron que los tres tipos de neutrinos podían transformarse entre sí, un proceso denominado oscilación de neutrinos. Y de acuerdo con la teoría cuántica, esto es sólo posible si los neutrinos tienen masa. Observaciones cosmológicas y experimentos en el laboratorio indican que las masas de los tres tipos de neutrinos deben ser extremadamente pequeñas: el electrón, la partícula cargada más ligera, es al menos un millón de veces más pesada que cualquiera de los tres tipos de neutrino.

Masas de los neutrinos © por Sandbox Studio

Los físicos piensan que el origen de la masa de los neutrinos está estrechamente relacionado con procesos subatómicos que tuvieron lugar poco despues del big bang. La determinación de las masas de los neutrinos es un primer paso para conocer dichos procesos.

Hasta ahora, los experimentos de oscilaciones de neutrinos han proporcionado información de la diferencia de masa entre los diferentes tipos de neutrinos. Futuros experimentos con intensos haces de neutrinos producidos en aceleradores, que recorrerán al menos 500 millas a través de la tierra, nos dirán cuál es la masa de los tres tipos de neutrino.


Autor: Gary Feldman
Fecha original: septiembre 2008
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Comments (29)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado por Gary Feldman en septiembre de 2008 en Las masas de los neutrinos son muy difíciles de medir. Mientras que sabemos con precisión la masa del electrón, tenemos poca información acerca de la masa de su com…..

  2. Eso de que la masa del neutrino es aproximadamente un millòn de veces inferior al electròn, ¿cual de ellos: el electrònico, tau o el muònico?, eso es aproximado, ya que no se ha podido medir con exactitud dicha masa, con esto se ha podido tener una aproximaciòn, ya que una vez se dijo que era de 200,000 veces menor que la de un electròn, asì es que todavìa no se tiene una idea certera de la medida exacta.

    • Karlo

      No se conoce la masa de ninguno de los tres. Se suele presuponer que la masa del tauónico será la mayor y la del electrónico la menor, pero solo se conoce (y poco) la diferencia de sus masas. Pero estudios cosmológicos, como por ejemplo la nucleosíntesis primordial (el cómo se formaron los elementos los minutos siguientes al big bang) dan límtes máximos a la masa de cualquiera de ellos. Así se sabe que no deben superar aproximadamente el electronvoltio de masa; un electrón tiene 511000 electronvoltios de masa.

  3. reneco

    Si el neutrino tiene masa no puede viajar a la velocidad de la luz y si no tiene masa ¿ estaría obligado a moverse a la velocidad de la luz como un fotón ? no conozco nada que sin estar asociado a masa tenga una velocidad distinta de c en el vacío

    • Oscar

      En efecto. Las partículas sin masa se mueven en el vacío como el fotón, a la velocidad de la luz, c.

    • Karlo

      En efecto, una partícula sin masa debe moverse a la velocidad de la luz, y una con masa más despacio. Pero las masas de los neutrinos son tan pequeñas que cualquier fuerza, por diminuta que sea, les hace moverse a velocidades casi iguales a la de la luz (un 99.999999%, vamos). Esto, unido a lo dificil que es detectar los neutrinos hace que nos sea imposible medir así las masas. De hecho, midiendo así la masa sigue siendo compatible con ser exactamente cero.

    • Fandila

      Entonces, a ver si me aclaro. ¿El número de neutrinos es fijo desde el Big-Bang?
      ¿No se generan neutrinos en cualquier tiempo?
      ¿A qué obedecería ese fenómeno?
      Gracias

      • reneco

        Los neutrinos se están generando continuamente en diversas reacciones como en procesos de desintegración beta al interior del sol, por tanto el numero de neutrinos no es fijo

    • Fandila

      Masa cero implicaría velocidad infinita.
      Masa fotón implica velocidad C.

      • reneco

        El fotón tiene masa cero, masa cero no implica velocidad infinita, velocidad máxima en el universo es c

        • Fandila

          M=E/C2 ………. C2 = E/M Raiz de E dividido por 0 igual a infinito

          Salvo que exista alguna renormalización

          • reneco

            Creo que cuando se dedujo “e=mc2″ , se dejó bien especificado que c es una constante universal que vale la velocidad de la luz en el vacío (no es una variable que pueda tener otro valor) “e ” y “m” son variables, esta genial ecuación es valida solo para esas condiciones y está pensada para entregar un equivalente energético de una masa dada, si la masa es cero la energía asociada a esa masa es también cero

            • Fandila

              Por entonces se pensaba que la maxima velocidad detectable la de la luz sólo podía corresponder a masa 0
              Las experiencias actuales nos dicen que existe materia máspequeña aún. La frontera de Planck no es tal frontera.
              Ni eexiste la masa infinita ni la masa cero por muy infiniesimal que pueda ser. Es un error de que los campos reales no poseen ni partículas ni masa. El fotón se compone de campo eléctrico y magnético. El campo matemático como concepto esta bién pero en la realidad no existe.

          • oscar

            En la fórmula E=mc^2, la m es masa en movimiento.

            A la masa en reposo se la suele designar m_0. Los fotones no tienen masa en reposo porque siempre están moviéndose a la velocidad c.

            En cambio los fotones tienen energía y por la ley de equivalencia masa-energía tienen una masa que es debida exclusivamente al movimiento.

  4. Nelson P.

    Que particula conocen que no tenga masa y por lo tanto se mueve a la velosidad de la luz??? yo no conosco y uds???

    • reneco

      El fotón es una partícula de masa cero (wikipedia)

      • Fandila

        Pues muy bien. Pero aquí no estamos ara asentir a todo sino para ponerlo en tela de juicio. De lo contrario laFísica se estancaria.

    • Fandila

      Según nos enseñan, los gluones tienen masa cero, y algunos o muchos bosones. Lo que pasa que se moverían o no a velocidad luz según interesa para las teorías. Realmente no hay nada definitivo. La física es una aproximación permanente.

  5. David

    No es que se mueva a 1c, se mueven a 0,9…..c. Al igual que cuando aceleramos protones en el LHC, por tener estos masa no los aceleramos hasta 1c, pero si muy cerca, esa es la gran diferencia. Ahora bien, cómo es posible que algo tenga una masa tan tan baja, infiere la siguiente enorme pregunta ¿Que le da masa a una partícula?.

    Podría ser una subpartícula como sería el esperado Bosón de Higgs o bien un cuanto energético en un loop a alta velocidad, es decir un fotón que de vueltas orbitales muy pequeñitas a muy alta velocidad, lo que según E=mc^2, potencialmente podría dotar de masa aparente a un cuanto.

    • Fandila

      En mi opinión no hay ningún mediador de masa. La masa es la barrera que todo ser presenta ante el medio o resto de seres. Su fachada. Una fachada sumatoria de las de sus elementos para masas macro, o de las de sus subpartículas para as partículas.
      Unas son insignificantes y otras colosales.

      • reneco

        Si fuera así la masa sería continua y la física de partículas no tendría sentido, pero las observaciones indican lo contrario

        • Fandila

          Por qué habría de ser continua. El movimiento billonario de las subpartículas consiguen una barrera semejante a la de las aspas de un ventilador frente a la lluvia por ejemplo.

          • reneco

            Hablas de barreras y seres, eso no es coherente con las observaciones que se hacen en la física de partículas ( como están cuantificadas ni las relaciones que se dan entre ellas), no se ve que una barrera vaya a curvar el espacio como si lo hace la masa

  6. Tom Wood

    En esto de los neutrinos vaticino al menos dos Premios Noveles. Sigo defendiendo mi idea de cuantos de luz (electromagnéticos), por encima de los gamma, a partir de niveles de absorción-emisión de la estructura interna de los leptones. Lo difícil por ahora es encontrar las redes cuánticas del orden de sus longitudes de ondas que los difracten, aunque ya creo tener algunos candidatos; que al menos permitan jugar con sus estados de polarización. Pero siempre hay que esperar que se agoten las demás ideas; que se ven mas prometedoras, para conseguir recursos.

  7. sir daniel

    Un grupo de científicos del CERN, el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares, el Gran laboratorio de Física que se encuentra en la frontera franco-suiza, acaba de realizar un descubrimiento tan extraordinario que, de resultar cierto, derrumbaría de un solo golpe uno de los pilares sobre los que se basa la Física moderna. De hecho, los investigadores afirman haberse dado cuenta de que una partícula bien conocida, el neutrino, es capaz de viajar a mayor velocidad que la luz. Lo cual es algo que, según la Teoría Especial de la Relatividad de Einstein (la famosa ecuación E= mc2) es absolutamente imposible.

    “La sensación que tenemos la mayoría -ha asegurado James Gilles, portavoz del CERN- es que eso no puede estar bien, no puede ser real”. Y si lo es, el hallazgo se convertirá en el mayor descubrimiento de la Física del último siglo.

    A diferencia de otras ocasiones, no han sido los propios investigadores los que han anunciado su descubrimiento. La razón es que sus resultados son tan revolucionarios que han decidido sacarlos a la luz para que otros físicos, en otros laboratorios, intenten reproducirlos. Si alguien más se topa con lo mismo, entonces se realizará oficialmente uno de los mayores anuncios científicos de la Historia.

    Los datos se obtuvieron en el detector OPERA, un contenedor de 1300 toneladas métricas de agua extrapura en el que multitud de sensores dan caza a los elusivos neutrinos, quizá las partículas más elusivas del Universo, ya que apenas tienen masa y casi no interaccionan con la materia.

    El detector, situado en el Laboratorio Nacional Gran Sasso, a cientos de metros de profundidad bajo los Apeninos italianos, recibía los neutrinos disparados por los físicos del CERN, a 730 km. de distancia. Y hallaron que los neutrinos conseguían cubrir esa distancia más deprisa que la luz.

    Tras meses de comprobaciones, el equipo del CERN no ha conseguido encontrar ningún error en sus cálculos, ni en los instrumentos. El exceso de velocidad no es mucho: los neutrinos tardaron apenas 60 nanosegundos (o lo que es lo mismo, 60 milmillonésimas de segundo) menos que la luz en recorrer los 730 km. de distancia entre los dos instrumentos del experimento. Las pruebas se realizaron con 16.000 neutrinos y los resultados parecen concluyentes.

    Dos equipos de físicos, uno en Estados Unidos y otro en Japón, están ya intentando repetir la experiencia. Pronto sabremos los resultados. Si se confirman, habrá que revisar una buena parte de lo que creíamos saber sobre el funcionamiento del Universo.

  8. Tom Wood

    Desde los anos ‘90; he sostenido que los neutrinos son cuantos de luz, a pesar de que los “físicos”-matemáticos me han dado hasta con palo. Que son fermiones porque tienen espin semientero…se acoplan mediante la interacción débil…no electromagnética y demás propiedades, que todos conocemos. Mas recientemente que tienen sabores; hay más de tres tipos, ahora que los neutrinos son más rápidos que la luz… No conozco como se puede medir ni siquiera un espin de algo tan especial como un neutrino… eso es teoría indirecta, deducida de otras indirectas, y así de leyes de conservación, que implícitamente son consecuencia de la estructura interna de las partículas, etc. Si ni siquiera podemos separar los quarks… No digo que estas cosas son mentiras; lo que para mi, están mal interpretadas.
    Para mi el principal problema de la física actual; es que no hemos completado nuestro conocimiento sobre la luz, sobre la interacción Luz-Luz débil y fuerte, como las únicas fuerzas que existen en la naturaleza y las demás sus consecuencias, incluso hasta las partículas son consecuencia de electromagnéticos confinados…Por eso es que he creado un modelo a partir de todo esto.
    Sin entrar a explicar completamente mi modelo; les explico rapidito el lugar que ocupan los neutrinos en el, además de las buenas y malas consecuencias, que podría traer los neutrinos electromagnéticos de mi modelo.
    ¿Como pueden afirmar que los neutrinos son mas rápidos que la luz? El método para medir la velocidad de la luz y la velocidad de los neutrinos es tan diferente; que pueden haber introducido las diferencias de velocidades encontradas. Como en un inicio; cuando analizamos una onda de radio, o la luz ordinaria y las comparamos con los cuantos gamma, también diríamos que los cuantos gamma son muy especiales. Sus propiedades no pueden ser medidas de igual forma; por que no interactúan con igual probabilidad con las mismas estructuras de la materia y por lo tanto las mediciones también difieren. Por ejemplo, para que los lectores no se pierdan, nuestro cuerpo absorbe la luz visible pero es trasparente para la radiaciones gamma, a pesar de que ambos son electromagnéticos.
    Para mi; los neutrinos, son cuantos electromagnéticos que se emiten de las desintegraciones hadronicas-leptonicas, y aparecen de los estados cuánticos de la estructura interna de estas partículas. Como mismo sucede cuando un cuanto de luz es emitido o absorbido en el átomo de hidrogeno; es el cuanto de la estructura interna de ese átomo. O un símil mejor; como la radiación alfa(protón), beta(electrón) y gamma(antineutrino) de un núcleo(neutrón) pesado; pero salvando las diferencias…
    Para medir las propiedades electromagnéticas de los neutrinos deberíamos usar una red de difracción del orden de su longitud de onda. Algo así como comprimir hadrones, para formar un cristal de quarks, o crear un cristal leptonico. De esto podríamos calcular su energíacampo y de ahí derivar su energíamasa y después podríamos entender el acople de su energía con las “banda de energía” de la estructura interna de las partículas que los emiten. Quizás esto nos permitiría comprender mejor que tienen hadrones y leptones dentro (casualmente el objetivo de mi modelo); o los quarks. Todo muy difícil pero no imposible.
    Nada de lo descubierto tiene mucha contradicción con mi modelo. Los neutrinos electromagnéticos serian muy especiales porque su frecuencia esta por encima de la de los rayos gammas. Su gran energía los hace tan duros y compactos como una partícula; que funciona como un electromagnético unitario, muy diferente a un fotón ordinario o un tren de onda. Ellos admiten helicidad; lo que encaja con los campos transversales de cuantos electromagnéticos tan duros como ellos y esto se confunde con el espin semientero de los neutrinos; que en mi modelo se asocia con el campo magnético, pero para los electromagnéticos confinados, aunque los neutrinos son cuantos tan duros que puede se la causa del error. Son como la frontera entre los electromagnéticos libres y los confinados (partículas) de mi modelo. Los diferentes sentidos de la helicidad o polaridad de su campo magnético es lo que da existencia a los neutrinos y los antineutrinos. Por lo que esto salva la contradicción, sin dejar de ser cuantos electromagnéticos de los estados de “desintegración” de los hadrones y leptones. Se todo lo que cambia esto a la física, pero ya yo hice el cambio en mi mente y es muy saludable para acoplar las jóvenes teorías con los viejos resultados.
    Sus aplicaciones inmediatas en las telecomunicaciones crearían una revolución y ahorraría miles de millones en infraestructura; por lo que vale la pena invertir en esto, como siempre he dicho, más que otras investigaciones. Imagínense un GPS o un smartphone de neutrinos. ¿Cuantas cosas, como la curvatura de la tierra ya no tendrían sentido? ¿Cuántos satélites, repetidoras, cables submarinos, servidores web…, serian tecnología obsoleta? Pienso que quizás se logre confinar átomos muonicos, o mixtos muonicos-positronicos…, enfriados con micro láseres semiconductores, en el interior de una oblea semiconductora o algo así como una sustancia semiconductora dopada con átomos leptonicos que se confinan con otros láseres no muy tradicionales o emisión inducida de neutrinos; pero interna en la oblea semiconductora, que nos pueda servir de antena y de emisor, todo con una masa de los gramos; lo cual ahorraría billones solamente en infraestructura de telecomunicaciones.
    Una broma; se imaginan nuestros padres los gobiernos y hermanos mayores las corporaciones, ¿como harían para controlar nuestras libertades?, ya no podrían decirnos que hacer con juguetes tan poderosos en nuestras manos. Ahora nos monitorean porque todavía somos “niños irresponsables”, ¿con que moral? Aunque se ve que ni ellos ni nosotros estamos preparados para una revolución tan grande en el campo de las libertades, si ni siquiera lo estamos para una verdadera globalización, tan necesaria, que pueda acabar con las miserias humanas y asumir proyectos científicos mundiales tirados contra el PIB mundial…, La necesaria globalización económica “rompe su simetría” cuando no hay globalización en las políticas planetarias; por esto se convierte en la verdadera causa de toda la crisis, pero ese es otro tema…
    Las malas consecuencias que esto puede traer y lo que hace que un frío me recorra todo el cuerpo, es el uso de los neutrinos en lo militar. Por ejemplo; podríamos poner un cohete donde quisiéramos, porque se reduciría el número de influencias aleatorias de su trayectoria…Imaginen un gobierno hostil con un láser de neutrinos en sus manos… ¡good bye occidente! Bueno por mi bien y el de todos; esperemos que mi modelo, no sea más que la fantasía de un loco exagerado. tomwoodgonzalez@hotmail.com

  9. Gracias por publicar, la información es muy interesante.

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