Neutrinos superlumínicos: OPERA confirma y envía resultados, pero continúa el malestar

Artículo publicado el 17 de noviembre de 2011 por Edwin Cartlidge en Science Insider

Nuevas pruebas de alta precisión llevadas a cabo por la colaboración OPERA, en Italia, confirman ampliamente su afirmación, hecha en septiembre, de haber detectado neutrinos que viajan más rápido que la velocidad de la luz. La colaboración envió hoy sus resultados a una revista, pero algunos miembros siguen insistiendo en que se necesitan más comprobaciones antes de que los resultados puedan considerarse sólidos.

OPERA mide las propiedades de los neutrinos que son enviados a través de la Tierra, desde el laboratorio de física de partículas del CERN en Ginebra, Suiza, hasta su detector situado bajo la montaña Gran Sasso en Italia central. El 22 de septiembre, la colaboración informó en un artículo en ArXiv de haber medido la llegada de unos neutrinos unos 60 nanosegundos antes de lo que lo harían en el caso de viajar a la velocidad de la luz. Los investigadores obtuvieron el resultado estadísticamente, comparando la distribución temporal de protones dentro de los pulsos de 10,5 microsegundos que producen los neutrinos en el CERN, con la distribución de neutrinos observada en su detector.

CERN © by Wimox


Las nuevas pruebas, completadas el 6 de noviembre, acabaron los análisis estadísticos dividiendo cada pulso en grupos de 1 a 2 nanosegundos de duración, permitiendo que cada neutrino detectado en Gran Sasso estuviese ligado a un grupo particular producido en el CERN. Estas pruebas se llevaron a cabo a lo largo de 10 días y generaron 20 eventos. Los investigadores confirmaron que los neutrinos llegaban con 60 nanosegundos de antelación, con una incertidumbre de unos 10 nanosegundos, comparable al resultado inicial.

La colaboración también ha comprobado su análisis estadístico original, pero la decisión de hoy de enviar los resultados a una revista no era unánime. “Unas cuatro personas” de entre el grupo de aproximadamente 15 que no firmaron el borrador, han firmado el envío a la revista, de acuerdo con una fuente interna de la colaboración, mientras que “cuatro nuevas personas” han decidido no firmarlo. Esto deja el número de disidentes en unos 15, en comparación a los 180 que firmaron el envío a la revista.

Una gran preocupación entre los disidentes, es el hecho de que la “ventana de tiempo” dentro de la que se detectaron los neutrinos de OPERA en la última ejecución, tenía una anchura de 50 nanosegundos, algo que el líder del análisis superlumínico, Dario Autiero, sólo reveló una vez que se habían llevado a cabo las pruebas. Inicialmente se asumía que la ventana tenía apenas 10 nanosegundos de margen. Esta diferencia no afecta al propio resultado final, señala la fuente, pero los disidentes destacan el pobre procedimiento experimental. Algunos investigadores tampoco están contentos con que sólo una pequeña fracción del análisis, que se llevó a cabo por Autiero, haya sido comprobado independientemente por otros miembros de la colaboración. Esto deja abierta la posibilidad, dice, de que no se hayan tenido en cuenta todos los posibles errores.

La cuestión de si OPERA ha visto realmente, o no, neutrinos superlumínicos probablemente sólo se zanjará una vez que se tengan los resultados de otros experimentos.Mientras tanto, dentro de OPERA, “la gente está exhausta”, dice la fuente. “Todo el mundo debería estar convencido de que el resultado es real, y no lo están”.


Autor: Edwin Cartlidge
Fecha Original: 17 de noviembre de 2011
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Comments (30)

  1. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Artículo publicado el 17 de noviembre de 2011 por Edwin Cartlidge en Science Insider Nuevas pruebas de alta precisión llevadas a cabo por la colaboración OPERA, en Italia, confirman ampliamente su afirmación, hecha en septiem…..

  2. Daniel

    Hola,

    Quería comentar mis deducciones ante varios datos, a ver qué opináis.

    Primero, tenemos que los neutrinos pueden superar la velocidad de la luz (vamos a suponer que es cierto esto; francamente lo creo). En segundo lugar, vemos que los fotones son atraídos por cuerpos con masa, es decir, son afectados por la gravedad (se ve esto muy claramente en los agujeros negros). Y, por último, está el hecho de que no hemos sido capaces de determinar la masa del neutrino, por lo pequeña que esta es (aunque se sabe que tienen masa).

    La conclusión a esto es: los fotones son cuerpos con masa no nula, pero con una masa sumamente pequeña, que creemos inexistente al no disponer de la precision suficiente para medirla.

    • It's going to be negative

      Ya te lo explica Correa también, vamos a ver, los fotones no pueden tener masa precisamente porque se desplazan a la velocidad de la luz. Este resultado es totalmente incompatible con la RG, incluso con hechos que han sido verificados cienes y cienes de veces (en realidad, y literalmente: decenas de miles de veces, puedes apostar tu vida a que los fotones no tienen masa), por tanto, es todo lo seguro que se pueda estar que no puede haber tales neutrinos superlumínicos. Aquí mucha gente ha metido la pata y ahora hay miedito. No estoy hablando de tabúes ni de censuras, estoy hablando de prestigio y la confianza que otorga un historial. Esas cosas que cuesta años ganárselas y se van por el retrete en un minuto (y, obviamente, no vuelven más: cosas de la entropía).

      • Daniel

        Tengo curiosidad por saber cómo son los experimentos para demostrar la masa del fotón, si alguien supiese acerca de este tema, estaría bien que lo contase.

        Lo cierto es que no podemos hallar (no sabemos) la masa del neutrino, solamente en eso me basé para pensar que tampoco podemos hallar la del fotón.

        Está claro es que alguien se equivoca. O los que miden la masa del fotón, o los que miden la velocidad del neutrino, o Einstein, o todos…

        • It's going to be null

          No es comparable el edificio teórico (prolijamente corroborado por montañas de pruebas y evidencias) que sustenta a los fotones con el cúmulo de hipótesis y parámetros abiertos en un 800% que sustenta a los neutrinos. De los fotones está claramente establecido que no tienen masa prácticamente desde el siglo XIX (que conste en acta que Newton pensaba que eran partículas con masa, no sé si por fastidiar a Huygens más que otra cosa). De los neutrinos inicialmente se pensó también que no tenían masa, pero por una serie de propiedades que presentan (entre ellas, mutar unos en otros), se concluye que tienen que tenerla, pero no está claro ni mucho menos cuánta. Es decir, no hay ningún experimento para buscar masa a un fotón, es lo mismo que un experimento para buscar un cuadrado de siete lados, y respecto a los neutrinos, va quedando claro lo problemáticos y esquivos que son.

          • Daniel

            Parece que entendéis mucho por aquí; permitid que me aproveche un poco.

            ¿Conocéis el experimento de la doble ranura? Ese que nos hace pensar en una teoría dual de onda-partícula… ¿es cierto para todas las partículas, o sólo para los electrones? ¿Y los fotones?

            • Tom Wood

              Si para todas las partículas, solo que el concepto de ranura se usa genéricamente. Se le llama ranura a algo que este en el orden de las longitudes de onda de la partícula o átomo en cuestión. Por ejemplo para la luz visible, puede ser lo que se conoce en óptica clásica como ranura, pero para los R-x, una ranura seria la separación entre los átomos de un sólido, porque esa separación esta en el orden de su longitud de onda. Para el electrón por tener longitudes de onda, (según el concepto de onda-partícula, que es la mejor modelación que tenemos hasta el día de hoy sobre las partículas) un poco más chiquitas que los R-x en principio también le sirve un sólido como ranura de difracción, que como vez ya nos es lo mismo. También recuerda que longitud de onda más chica implica más frecuencia y más frecuencia más energía y más energía más poder de penetración de las ondas electromagnéticas y las ondas-partículas. Todo esto son conceptos muy amplios y complejos, que requiere dedicársele un tiempito a comprenderlo, pero vale la pena. La cristalografía, la física del estado sólido, la que crea los microprocesadores, son dos ramas que usan mucho estos tipos de espectroscopia para conocer las estructuras del micromundo que trabaja. No quiere decir que ese concepto de onda-partícula, que se ve ambiguo; si pensamos que una cosa no puede ser partícula en un experimento y en otro ser onda, sea inamovible, como dan por hecho muchas personas, todo puede cambiar o quedarse como esta; lo vemos con lo de Opera, pero eso no debe quitarle el deseo a las personas de mejorar los modelos, están en sus derechos. Solo que por ahora, si no usas lo que sabemos, tal y como lo sabemos, al final tendrás mas problemas que beneficios. No debemos confundir esas cosas. Otra cosa es que nunca se comporta de las dos formas para un mismo fenómeno, y eso seria lo que podría traer problemas, pero nunca ha habido, hasta donde yo se, contradicciones en ese aspecto, entre dos experimentos iguales… Resumen: Si le ocurre a las demás partícula, incluso átomos. http://es.wikipedia.org/wiki/Difracci%C3%B3n_de_neutrones
              http://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADa_de_rayos_x

            • It's going to be aye

              Nos dejamos llevar muchas veces por los conceptos o las ideas, pero eso son construcciones de la mente humana. Lo que tenemos (en física) son descripciones matemáticas de la realidad, acumulativas (la RG no anuló la newtoniana, la expandió y le dio una perspectiva, la newtoniana es una simplificación de la RG, por eso esta historia de los neutrinos no aporta realmente nada, porque no expande nada, simplemente presenta contradicciones que incluso dándolas por buenas atacan a todos los edificios de la física, y eso no puede ser). Es cierto que la gente interpreta esas descripciones matemáticas, pero eso es tema de discusión sobre si es científico o no. Todas las conclusiones que se sacan dependen de lo completo o incompleto de un modelo, sólo hoy, después de trascender la newtoniana con la MC, podemos decir que el determinismo es una falacia, y sólo la amplitud y omnipresencia de la contingencia de casi todos los modelos físicos (a pesar de existir leyes rígidas de la naturaleza) nos hacen pensar en conceptos que, además, sí están implícitos en esas descripciones.

              La naturaleza de una onda y la naturaleza de una partícula son conceptos históricos. Históricamente esas descripciones matemáticas, a nuestra experiencia sensorial como humanos nos parecía que correspondía en la naturaleza a realidades muy diferentes, no solapables, de hecho se creía que la mecánica ondulatoria era una forma de transportar energía a través de un medio (material, naturalmente) y una partícula era la constitución última de la materia. No es así. La realidad es compleja y requiere de ambas descripciones, todo es, simultáneamente, onda y partícula a la vez, es sólo que a determinadas escalas la contribución de unos y otros efectos son más evidentes.

              Por la misma razón que nadie (con dos dedos de frente) cree que haya naves interplanetarias visitando la Tierra con seres extraterrestres además curiosamente de aspecto humanoide, y son razones de peso: el coste energético del viaje, las sospechosas infiltraciones culturales en las historias, el paralelismo casi total con las típicas apariciones religiosas de toda la vida, las barreras biológicas que debería haber y no se aprecian (contaminaciones, etc.), las inconsistencias en las presuntas violaciones de las leyes de la física… en fin, un chorro de imposibilidades que cualquiera que haya estudiado física, biología y hasta matemáticas (estadística) a nivel de medias tendría que ser algo más que escéptico, y por supuesto eso no excluye que tales visitas puedan suceder realmente: sólo pone su probabilidad en el orden infinitesimal. Pues este experimento de los neutrinos lo mismo: es tal la avalancha de bases sólidas que nos hacen dudar de él, y tantísimos los agujeros que presenta, por no hablar de su rocambolesca puesta en escena, que encontrarás poquísimos físicos, si es que alguno, que realmente piensen que aquí hay algo de chicha, carnaza sí, pero chicha no.

              • Se agradecen las explicaciones.

                Reavivo el asunto, con una nueva inquietud. No soy físico, ni mucho menos, pero hasta donde sé es cierto que e=mc^2. Por tanto, me preguntaba cómo es posible que el fotón, de masa nula, cumpla esta ecuación de Einstein. Significaría, o bien que su energía es también nula, lo cual es falso, o bien que su velocidad es infinita, lo cual, además de falso, es imposible. ¿Hay respuesta para esto?

                • reneco

                  Esa ecuación solo calcula el equivalente energético de una masa en reposo, no es que toda la energía tenga masa

                  • ¿En reposo? ¿Y esta otra ecuación, que es la misma?: e=m·v^2 Claramente la velocidad importa, y no es 0.

                    La masa es una forma de energía y, por tanto, la energía puede expresarse en términos de masa, ¿no es así?

                    • aalku

                      Claro, la energía puede expresarse en forma de masa. Pero si transformases realmente la energía cinética del fotón en masa entonces ya no tendrías fotón, ya que su energía es únicamente la cinética al no tener masa.

  3. Eugenio Corea

    Daniel la gravedad no solo atrae los cuerpos con masa, “atrae” todo lo que se desplace también ya que es una curvatura en el propio espacio tiempo , los fotones solo avanzan el linea recta sobre una superficie curva. los criterios para considerar masa, están mas relacionados con la cantidad de movimiento e inercia de las partículas

    • Daniel

      ¿Acaso la fuerza de atracción gravitatoria entre dos cuerpos no depende de la masa de ambos? ¿O eso se quedó en Newton?

      • En este caso, es solo la masa de uno, el que la tiene. No hay un “otro cuerpo”. Solamente espaciotiempo curvo (lo que se curva son las geodésicas, no el espacio) para el cual, una geodésica nula representa al propio tejido espaciotemporal, y el fotón recorre una geodésica nula; luego no genera curvatura propia en ese tejido, lo que es lo mismo que decir que no tiene masa.

        Saludos.

      • It's going to be null

        Eso es, eso se quedó en Newton. La mecánica newtoniana dice que sobre un fotón, partícula sin masa en reposo, no actuaría el campo gravitatorio. Pero la mecánica newtoniana es incompleta, por eso una de las predicciones espectaculares de la RG fue comprobar como un campo gravitatorio curva un rayo de luz (fotones). La famosa foto que contribuyó a encumbrar a Einstein donde, durante un eclipse solar, se veía una estrella en el borde que estaba *detrás* del disco solar. Eso según Newton sería imposible.

    • Irion

      Creo que Einstein no lo diría así. Para Einstein todo lo que tiene energía tiene masa.
      Es muy sencillo demostrar que el fotón no tiene masa en reposo. Si la tuviera haría falta una energía infinita para acelerarla hasta la velocidad de la luz, y sabemos que el fotón no lleva energía infinita.
      Sin embargo lo de que no tiene masa en movimiento, lo de que para transformarlo en masa hay que detenerlo es una elucubración (creo que indemostrable) muy posterior a Einstein. Einstein afirmaba lo contrario.
      El argumento de que la luz se curva siguiendo una geodésica, o sea siguiendo la curvatura del espacio tiempo, no demuestra nada, pues los cuerpos con masa también se mueven según geodésicas.
      La relatividad general es una teoría de la gravitación, lo que ahora llamamos “seguir una geodésica” se puede traducir al lenguaje newtoniano anterior como “está sometido a la gravitación”.
      No entiendo porque actualmente todos se rasgan las vestiduras ante esta manera de hablar. Simplemente es usar un lenguaje antiguo, no es ninguna herejía.

      • Hablar es gratis (por ahora, a ver qué hace la Trotona)

        Va a ser que no. Si tiene energía, NO tiene masa. Que haya una equivalencia entre la masa y la energía, eso no quiere decir que la energía sea masa y viceversa, no entiendo por qué hay gente que se dedica a intoxicar. Toda la radiación electromagnética es radiación electromagnética, y existe evidentemente una equivalencia entre la radiación γ y las UHF (microondas), por decir algo, pero más que evidentemente, una cosa no es la otra (como así lo atestiguan sus efectos), aunque un fotón de una pueda convertirse en fotones de la otra (a través de las correspondientes transformaciones), y un fotón no tiene masa, y convertir energía en masa o viceversa requiere echar mano de las leyes de la termodinámica y sus correspondientes y pertinentes pérdidas (y alteraciones del sistema y sus alrededores), por tanto si no te parece mal te diré que estás diciendo una montaña de paridas.

        • Irion

          Lamento que no te guste mi planteamiento, pero te agradecería que me aclarases el tuyo.
          Supongamos que tenemos una caja con una máquina que transforma masa en energía (en fotones) y supongamos que estos quedan atrapados dentro de la caja que tiene por paredes espejos ideales.
          Al ir generando fotones ¿la caja pesa menos?
          Y si dentro se abre un objeto negro que vuelva a absorber los fotones ¿la caja vuelve a pesar más?
          La masa es la medida de la inercia, y no creo que la inercia de un sistema cerrado pueda cambiar por transformaciones internas.
          El ejemplo es una modificación de la caja que Einstein usó para demostrar que los fotones transportaban masa al lanzarlos de un extremo al otro.
          Si no te gusta mi planteamiento no me contestes, pero te aseguro que no lo hago por incordiar ni intoxicar nada.
          He leído mucho sobre relatividad y nunca he encontrado ninguna demostración o justificación de que el fotón no tenga masa en movimiento, solo opiniones (y no de Einstein precisamente), y si tu conoces alguna te agradeceré me la comuniques y no tendré ningún reparo en darte la razón.
          Un saludo a todos y enhorabuena al creador/creadores de esta web.

          • Free Talk (Trotona's VAT proposal 23%)

            Si una persona dice que sabe algo de un tema y a continuación enuncia incoherencias e inconsistencias respecto al tema del que tanto dice saber, es normal que produzca mosqueo, ¿no? No es que diga cosas que puedan ser o no, es que dice inconsistencias.

            Según la RG, ningún objeto con masa puede moverse a c (vacío), esto tumbaría la RG. La única posibilidad de que un fotón tenga masa es que no se mueva a c (vacío), sino ligeramente por debajo, dependiendo de la frecuencia. Cualquier otra opción significaría que la RG es inconsistente, y eso no lo es (incompleta todo lo que quieras, pero no inconsistente). Pero esto (que los fotones tengan masa por no alcanzar c de hecho) es inconsistente entonces con todo el electromagnetismo de Maxwell, deberían aparecer efectos que no se observan, el más florido por citar alguno es que la jaula de Faraday no podría existir (que habría campo en el interior de un conductor hueco), hasta donde yo sé, con la máxima precisión actual, esta posibilidad no tiene ninguna evidencia empírica.

            El consenso actual es que el fotón no tiene masa, y esto tampoco tiene nada que ver con el hecho de que puedan tener masa efectiva distinta de cero en superconductores, por ejemplo.

            • Irion

              No se que significa para ti “incoherencia”, pero si quieres decir que hablo por hablar, no es así.
              En primer lugar la masa del fotón es una propiedad local, y la RG no estudia propiedades locales, pues locálmente coincide con la Relatividad Especial, que es mucho más sencilla.
              La naturaleza de la luz se estudia en electrodinámica (usando la Relatividad Especial).
              Te doy la razón en que un objeto con masa no puede alcanzar la velocidad de la luz, pero eso ya lo dije en mi primera intervención, con la salvedad de que esa afirmación se refiere a la masa en reposo o masa propia, que es a lo que se suele llamar masa (sin apellidos) de un cuerpo.
              Pero existe una segunda forma de medir la masa, que es por sus propiedades inerciales, y la inercia de los cuerpos cambia con la velocidad (con el factor gamma). Esta otra masa se llama masa inercial o masa relativista y fue la que siempre utilizó Einstein.
              Como referencia puedes mirar el articulo de Einstein de 1905 titulado “¿Depende la inercia de un cuerpo de la energía que contiene?”, en el que demuestra la famosa ecuación de la energía. Es un artículo de tres páginas muy fácil de leer y en sus últimos párrafos dice textualmente: “La masa de un cuerpo es la medida de su contenido de energía”.
              Creo que el ejemplo de la caja de fotones ilustra bien el significado de esta frase de Einstein.
              Él siempre utilizó como masa la masa inercial, nunca la propia o de reposo, y en sus escritos nunca hace diferencias entre masa y energía.
              No creo que yo vaya tan desencaminado como tu sugieres.

  4. El_tonto_del pueblo

    eso solo es un caso particular

  5. Daniel

    Bueno, como creo que no vamos a descubrir nosotros nada nuevo, démosle tiempo al tiempo. A ver si se repiten estos -o se hacen otros- experimentos con neutrinos, que den la razón a unos o a otros.

  6. Pocose

    En el caso de que se confirmaran los resultados
    ¿Sería posible que la deformación gravitacional del espacio fuera mayor en el interior de la materia, osea que los neutrinos al viajar por el interio de la materia lo están haciendo por un atajo?

  7. reneco

    ¿Existe algún experimento en el que se envíe un fotón y un neutrino al mismo tiempo, luego determinar los tiempos de llegada de ambos, comparando diferencias si es que las hay? porque la precisión de medir diferencias de nanosegundos a cientos de kilómetros de distancia pasando por debajo de la tierra es algo fantasioso por lo menos para mí, dada la actual tecnología

  8. icabot

    ¿Se ha tenido en cuenta la velocidad con la que el “destino” de los neutrinos se acerca al “orígen”? Todo se mueve, y aunque la velociadad de la luz es un valor absoluto, la velocidad de los neutrinos no lo es.

  9. martin jaramillo

    La Teoría de la Relatividad es el producto de un error interpretativo.
    Einstein propuso que se considerara constante la velocidad de la luz con base en los resultados del famoso, reconocido y aceptado experimento de Michelson y Morley (MyM) en el año de 1887, lo que Einstein no sabía, era que aquellos resultados, ya aceptados por la ciencia y galardonados con el Nobel, se habían interpretado erróneamente, al creer que los fotones de luz recorrían distancias iguales a lo largo de los dos brazos del interferómetro de Michelson, cuando lo que sucede realmente, es que los fotones recorren, a lo largo de los brazos, distancias diferentes en tiempos iguales, por lo tanto realizan sus respectivos recorridos a velocidades diferentes.
    El experimento de M y M está bien realizado, pero realmente demuestra todo lo contrario a lo que se ha creido desde 1887. LA CONCLUSIÓN CORRECTA ES QUE: LA VELOCIDAD DE LA LUZ NO ES CONSTANTE, SINO QUE ES VARIABLE Y DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE LA FUENTE QUE LA EMITE.
    Para conocer la demostración del error de Michelson y Morley, debes solicitarla a martinjaramilloperez@gmail.com ya que es una demostración geométrica que no se puede incluir en este comentario.

  10. irion

    El fotón no tiene masa en reposo, pero tiene masa en movimiento, pues toda energía es masa, no sólo se puede convertir en masa al pararla, sino que es masa. Este era el parecer de Einstein y el mio.
    Imaginad que transformáis una unidad de masa en energía y la encerráis en una caja de espejos. ¿La caja pesa menos?
    Y si dentro se abre un objeto negro que vuelva a absorber los fotones ¿la caja vuelve a pesar más?
    Hoy en día los relativistas solo hablan de masa cuando hay masa en reposo, pero creo que sólo es una forma de hablar. En cambio Einstein siempre repitió que el fotón carecía de masa en reposo, nunca dijo que no la tuviera en movimiento, siempre supuso que todas las propiedades de la energía eran equivalentes a las de la masa.

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