Avui parlarem de les partícules més esquives de la natura. Ens estem referint als neutrins. Es tracta d'unes partícules que van ser descrites per primera vegada en la dècada dels 30 de forma teòrica per un científic centrat en física quàntica ha cridat Wolfgang Pauli. Són partícules molt difícils de detectar ja que a penes interaccionen amb la matèria ordinària.
Per això, dedicarem aquest article a explicar-te totes les característiques, importància i curiositats dels neutrins.
característiques principals
Hi ha una explicació a el per què aquestes partícules són tan difícils de detectar. I és que són partícules que tot just interaccionen amb la matèria ordinària. A més, tenen una massa molt petita i una càrrega elèctrica neutra, d'aquí el seu nom. Són partícules que poden estar davant d'reaccions nuclears i no veure influenciades. Tampoc els afecten altres forces com és l'electromagnètica. Les úniques formes de interaccionen amb els neutrins són mitjançant l'acció de la gravetat i una petita interacció nuclear feble. No hi ha dubte que són partícules bastant curioses que va cridar l'atenció de nombrosos científics centrats en la física quàntica.
Per poder detectar els neutrins caldria fabricar una planxa de plom amb un gruix d'un any llum per aconseguir que la meitat d'aquests neutrins que la travessen poguessin topar per poder atrapar-los. Els científics afirmen que difícil que és capturar un neutrí. Per poder explicar això, veiem que en cada segon que passa el temps diversos milions d'aquestes partícules travessen el nostre planeta ia nosaltres mateixos sense arribar a col·lisionar. Tampoc van col·lisionar amb cap altra particular, encara que alguns d'ells sí que ho fan.
Capturar els neutrins
Es pot arribar a il·lustrar als neutrins recorrent a la mecànica quàntica. Segons aquests principis seria necessari construir una planxa de plom amb unes dimensions de (9,46 × 1012 km per poder arribar a captar la meitat dels neutrins que la travessen. Malgrat el esmunyedissos que són els neutrins a dia d'avui disposem de diversos observatoris que són capaços de poder detectar-los. Un d'aquests observatoris és conegut amb el nom de Super-Kamiokande japonès i és una autèntica màquina. L'observatori està ubicat a Hida, la major illa de l'arxipèlag del Japó.
Super-Kamiokande s'ha construït a l'interior d'una mina a un quilòmetre de profunditat. Aquest observatori té unes dimensions de 40 metres d'alt i 40 metres d'ample. Aquest volum és semblant a el d'un edifici de 15 pisos. Tan sols cal veure l'envergadura de l'observatori que es necessita per fer ha fet en lli com per comprendre la dificultat de la detecció dels mateixos.
A l'interior de l'observatori trobem ni més ni menys que 50.000 tones d'aigua amb una pobresa extrema que estan envoltades de 11.000 tubs fotomultiplicadors. Aquests fotomultiplicadors són una mena de sensors que ens permeten veure els neutrins quan passen pel nostre planeta. No és que es puguin veure de forma directa aquests neutrins, sinó que es pot observar la radiació Cherenkov que generen a l'passar a través d'l'aigua. L'aigua és una substància conductora i un fluid considerat com el dissolvent universal. Gràcies a les propietats de l'aigua podem veure la radiació que desprenen els neutrins quan passa a través d'ella.
Curiositats dels neutrins
El més curiós de tota aquesta novetat és que els científics treballen en l'interior d'aquest observatori i han fet diversos descobriments. Un d'aquests descobriments és que utilitzant menys quantitat d'aigua i aigua menys pura pot arribar a observar els neutrins que han recorregut a una distància més gran. És a dir, aquests neutrins que es poden observar en aquest tipus d'aigua procedeixen d'una supernova més antiga.
La impuresa que se li afegeix a l'aigua per poder visualitzar a aquests neutrins és el gadolini. Es tracta d'un element químic que pertany a el grup de les terres rares que té un efecte incorporar-se a l'aigua. Aquest efecte s'aconsegueix augmentar de forma dràstica la sensibilitat de l'detector per poder visualitzar el pas dels neutrins. Els investigadors que treballen en aquest observatori van afegir a l'aigua de gran puresa 13 tones d'un compost format per gadolini. Això fa que la concentració total d'aquest element en la dissolució general sigui de l'0.01%. Aquesta concentració és la necessària per poder amplificar el senyal dels neutrins que són més febles i així poder observar-los.
importància
Es pot pensar que per a què fan els científics tot aquest esforç per estudiar més interès particular. I és que, encara que no ho vam crear són una eina essencial que ens pot proporcionar gran quantitat informació sobre les supernoves. La supernova són les explosions violentes que es produeixen en aquelles estrelles que ja són incapaços de suportar la pressió per la degeneració dels electrons. Aquest coneixement és vital per saber més sobre l'estructura de l'univers.
Els neutrins es mouen a una gran velocitat molt propera a la velocitat de la llum. Sabem que cap cos que tingui massa pot moure a la velocitat de la llum. Per això, això indica que els neutrins tenen massa. Gràcies a això també es poden explicar una sèrie de reaccions de partícules elementals. La importància que els neutrins tinguin més apropiada és tremenda. Això fa que els neutrins que tenen massa no entren en el model estàndard de les partícules que es parlen en física teòrica. El model de física quàntica clàssic està més antiquat i es necessiten fer certs canvis ports dels coneixements cada vegada són més grans.
El fet que els neutrins tinguin massa explica moltes coses. Cal tenir en compte que el model de física quàntica té entre 14 i 20 paràmetres arbitraris i és un model no tan efectiu per a la ciència actual. Com poden veure, els neutrins tenen una gran rellevància en el món de la física quàntica i el coneixement de l'univers.
Espero que amb aquesta informació puguin conèixer més sobre què són els neutrins, les seves característiques i importància per al món de la ciència i l'astronomia.