Varios experimentos han observado una correlación entre la tasa de desintegración radioactiva de ciertos isótopos (226Ra en el PTB y 32Si en el BNL) y la distancia entre la Tierra y el Sol. Jenkins et al. (2012) la observan con 36Cl y Sturrock et al. (2014) con 90Sr. Karsten Kossert y Ole Nähle refutan ambos resultados con sendos experimentos en el PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). El nuevo resultado indica que tanto Jenkins et al. (2012) como Sturrock et al. (2014) han interpretado de forma errónea los errores sistemáticos en este tipo de experimentos (por cierto, Sturrock et al. tiene unas figuras de colores muy atractivas).
Nos lo cuenta Karsten Kossert, “Do radioactive decay rates depend on the distance between the Earth and the Sun?,” 10th Patras Workshop on Axions, WIMPs and WISPs, CERN, Switzerland, 30 Jun 2014 [Slides PPT].
Los artículos técnicos mencionados son Jere H. Jenkins et al., “Additional experimental evidence for a solar influence on nuclear decay rates,” Astroparticle Physics 37: 81-88, Sep 2012 (arXiv:1207.5783 [nucl-ex]) y P.A. Sturrock et al., “Comparative study of beta-decay data for eight nuclides measured at the Physikalisch-Technische Bundesanstalt,” Astroparticle Physics 59: 47–58, 2014 (arXiv:1211.6352 [astro-ph.SR]). También es recomendable el artículo previo de Jere H. Jenkinsa et al., “Evidence of correlations between nuclear decay rates and Earth–Sun distance,” Astroparticle Physics 32: 42-46, Aug 2009 (arXiv:0808.3283 [astro-ph]).
La tasa de desintegración radiactiva es constante. Sin embargo, varios experimentos han observado una oscilación en su valor que está correlacionada con la distancia Tierra-Sol. Algunos físicos teóricos han propuesto la existencia de nueva física más allá del modelo estándar para explicar esta anomalía (p.ej. la existencia de una nueva simetría U(1) con un bosón vectorial Z’ asociado de gran masa).
El problema con estos experimentos es que la medida precisa de la tasa de desintegración radiactiva durante un periodo largo (al menos un año completo) está sujeto a gran número de efectos sistemáticos que varían con un ritmo anual (p.ej. variaciones de la temperatura, presión y humedad del aire del laboratorio). Eliminar el efecto de estos errores sistemáticos es muy difícil, por lo que cualquier correlación observada puede tener su origen en dichos efectos.
Los experimentos en el PTB (aún en curso) se basan en el método TDCR en la que tres fotomultiplicadores independientes miden la señal emitida por una fuente radiactiva beta en una cavidad de centelleo. Para evitar el ruido en los detectores se toman datos sólo cuando la señal de los fotomultiplicadores es simultánea (gracias a un sistema de sincronización de alta precisión). Se cuentan por separado las coincidencias dobles (2 fotodectores) y las triples (3 fotodetectores), descartándose las detecciones simples (1 fotodector). El método TDCR se basa en determinar el cociente entre la probabilidad de una coincidencia triple y la de una doble.
Este cociente permite estimar la tasa de desintegración radiactiva.
Los resultados (aún preliminares, pues el experimento está en curso) no dejan lugar a dudas. Como muestran las dos figuras que abren esta entrada, la tasa de desintegración radiactiva para el 36Cl y el 90Sr no muestra ninguna correlación con la distancia Tierra-Sol. No hay evidencia de nueva física oculta en estos experimentos como afirman Jenkins et al. y Sturrock et al. en sus respectivos artículos.
francis.naukas
