Ya anunciamos en este blog que OPERA cedería su sistema de medida de la velocidad de los neutrinos a los otros experimentos de Gran Sasso.
ICARUS ha medido la velocidad de los neutrinos producidos por el CERN (CNGS) y ha obtenido que se mueven a la velocidad de la luz, su adelanto respecto a un haz de fotones es compatible con δt = 0.
Para los interesados en los detalles, el resultado medido es
δt = 0,3 ± 4,0 (stat) ± 9,0 (syst) ns (nanosegundos); hay que recordar
que OPERA midió δt = 57,8 ± 7,8 (stat) −5,9 +8,3 (syst) ns.
El acelerador de protones SPS del CERN ha funcionado brevemente en un modo de baja intensidad, produciendo pulsos de solo un billón de protones en el blanco de grafito, con una duración por pulso
de 3 ns y separados por 524 ns.
El detector de ICARUS T600 en Gran Sasso (CNGS2) ha logrado recoger
7 eventos de neutrinos con las características energéticas que indican que fueron producidos en CNGS.
Gracias al sistema de medida de tiempos de OPERA, adaptado al experimento ICARUS, se ha podido verificar que estos neutrinos han viajado a la velocidad de la luz (su masa es tan pequeña que es imposible medir con suficiente precisión su velocidad menor que la de la luz).
Creo que es importante destacar varias cosas.
Los neutrinos medidos por ICARUS son del mismo tipo y con el mismo espectro energético que los medidos por OPERA pues han sido producidos por el mismo experimento CNGS (protones de SPS sobre un blanco de grafito que producen piones y kaones que se desintegran en neutrinos en un túnel de vacío de 1 km de longitud); además, la distancia recorrida por los neutrinos entre CNGS y LNGS (ICARUS T600 en Gran Sasso)
es prácticamente la misma, unos 731 km.
Esta nueva medida también ha utilizado el sistema de GPS para medir
la distancia y los relojes atómicos para medir los tiempos son similares
a los usados por OPERA.
Los neutrinos que ha medido ICARUS fueron enviados entre el 21 de octubre de 2011 y el 6 de noviembre de 2011, aunque el artículo
se publique en ArXiv hoy.
Finalmente, es importante indicar que el problema detectado en una conexión de fibra óptica en OPERA no ha afectado a la medida tomada en ICARUS.
Para los que quieran más información sobre ICARUS T600 solo indicaré que se trata de un detector de neutrinos basado en un tanque (dividido en dos módulos) de 760 toneladas de argón líquido ultrapuro [web del ICARUS]; cuando un neutrino colisiona con un núcleo de argón-40 produce un electrón y un núcleo de potasio-40; el electrón tiene energía suficiente para provoca una cascada de interacciones que deja una traza visible.
Más detalles en A. Fava (for the ICARUS Collaboration, I.N.F.N. Padova), “Status report of ICARUS-T600,” y en Paola Sala (INFN Milano, For the ICARUS Collaboration), “Status of the ICARUS T600,” Zurich, 07-11-2011.
El artículo de ICARUS detalla cómo se han medido los errores en la medida de tiempos y parecen razonables.
Habrá que esperar a próximas repeticiones del experimento con un mayor número de neutrinos para confirmar definitivamente este resultado.
PS 1: Recomiendo la lectura de Lubos Motl, “ICARUS: the neutrino speed discrepancy is 0, not 60 ns,” TRF, mar. 16, 2012.
Lubos destaca y aclara que medir con precisión el tiempo de retraso de los neutrinos respecto a la luz, −δt en la notación de más arriba, es imposible con la tecnología actual por que su pequeña masa implica (c-v)≈10−20c; creo que es importante destacar este punto.
Además, él se atreve a afirmar que tratar de medir la velocidad de los neutrinos, como intentaron OPERA y MINOS, no es más que un gasto innecesario de dinero.
Yo no comparto esta opinión y creo que es necesario hacerlo, aunque sepamos que no vamos a poder obtener un resultado diferente de la velocidad de la luz.
PS 2: El CERN ha vuelto ha actualizar en su web la noticia “OPERA experiment reports anomaly in flight time of neutrinos from CERN to Gran Sasso,” con el UPDATE 16 March 2012: “ICARUS experiment at Gran Sasso laboratory reports new measurement of neutrino time of flight consistent with the speed of light.”
“The evidence is beginning to point towards the OPERA result being an artefact of the measurement,” said CERN Research Director Sergio Bertolucci, “but it’s important to be rigorous, and the Gran Sasso experiments, BOREXINO, ICARUS, LVD and OPERA will be making new measurements with pulsed beams from CERN in May to give us the final verdict. In addition, cross-checks are underway at Gran Sasso to compare the timings of cosmic ray particles between the two experiments, OPERA and LVD. Whatever the result, the OPERA experiment has behaved with perfect scientific integrity in opening their measurement to broad scrutiny, and inviting independent measurements. This is how science works.”
The ICARUS experiment has independent timing from OPERA and measured seven neutrinos in the beam from CERN last year. These all arrived in a time consistent with the speed of light.
PS 3: En español recomiendo leer a Jorge Díaz, “Experimento ICARUS indica que neutrinos no son superlumínicos,” Conexión causal, marzo 16, 2012.
Jorge nos aclara al final de su entrada la diferencia entre error sistemático
y el significado de la palabra error en el lenguaje cotidiano
(más próximo a fallo):
“Muchos medios han confundido los dos términos haciendo parecer que los [físicos] experimentales no hacen bien su trabajo ya que cometen errores; sin embargo, esto ocurre solo por un mal uso de la palabra error; en inglés es más fácil evitar este problema ya que se usan palabras diferentes: systematic error y mistake.” También nos destaca que otros experimentos de Gran Sasso van a repetir la medida: “La semana pasada estuve con miembros de un experimento muy diferente llamado Borexino, que está también en Gran Sasso y pueden ver los neutrinos provenientes de CERN, por lo tanto también intentarán medir la velocidad de los neutrinos.
En EEUU, el experimento MINOS ha estado trabajando duro en el reanálisis de sus años de datos para mejorar la medición que realizaron en 2007.
Uno usa los datos que han tomado en todos estos años pero con un mejor entendimiento de sus sistemas electrónicos (conexiones fibra óptica y GPS).
El otro es de datos que se están tomando en este momento hasta abril, cuando el principal complejo de aceleradores de Fermilab sea detenido para mantenimiento y modernización para el experimento NOvA en construcción. Allí comenzarán una nueva fase llamada MINOS+ que consiste en el mismo experimento MINOS pero con un haz de neutrinos más intenso y de mayor energía.”
PS 4: Merece la pena leer, como siempre, a Matt Strassler, “This Time, ICARUS Really DOES Refute OPERA,” Of Particular Significance, March 16, 2012. Lo que más me gusta es su último párrafo: “¿Para qué ha servido el caso OPERA resuelto por ICARUS?
Para que los físicos de partículas y los de neutrinos en particular,
valga la redundancia, hayan aprendido a medir distancias
y tiempos con mucha precisión.
Este conocimiento tendrá importantes aplicaciones en futuros experimentos.”
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