El experimento OPERA confirma la medida de neutrinos más rápidos que la luz

por **Ikerj** Jue 24 Nov 2011, 12:11

Lo han vuelto a hacer. El mismo equipo que el pasado mes de septiembre revolucionó el mundo de la Física al detectar neutrinos más rápidos que la luz ha llevado a cabo un nuevo experimento, mejorado con respecto al primero, y ha vuelto a toparse con el mismo e increíble resultado.

Si se comprueba definitivamente, el hallazgo derrumbaría de un solo golpe uno de los pilares sobre los que se basa la Física moderna, a saber, que ningún cuerpo con masa (por pequeña que ésta sea) puede moverse a más de 300.000 km por segundo, la velocidad de la luz. El trabajo acaba de aparecer en ArXiv y ha sido remitido a la revista Journal of High Energy Physics, aunque aún no ha sido aceptado para su publicación.

El nuevo experimento se llevó a cabo, igual que el primero, en el detector de neutrinos de Gran Sasso, en Italia, a partir de un haz de estas esquivas partículas enviadas desde el CERN, en Suiza, a 730 km de distancia. Sin embargo, se introdujeron sutiles cambios para evitar posibles errores en las mediciones. En palabras de Dario Autiero, uno de los autores principales de ambos experimentos (el de septiembre y el de ahora), "el resultado ha sido ligeramente mejor que el anterior".

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Igual que el pasado 22 de septiembre, el nuevo experimento midió el tiempo que las partículas tardaban en recorrer los 730 kilómetros que separan ambos laboratorios. Solo que en esta ocasión se enviaron "paquetes" de neutrinos menos duraderos, de apenas 3 nanosegundos cada uno (en lugar de los 10 nanosegundos del anterior experimento), y con un intervalo de 524 nanosegundos entre cada haz. La duración de los haces, en efecto, se consideraba una de las razones principales para un posible error en la medición de los resultados de septiembre.

Se ha medido la velocidad con precisión

Comparado con el primer experimento, esta vez ha sido posible medir la velocidad de los neutrinos con más precisión, aunque al precio de disponer de haces (o paquetes) de mucha menos intensidad. Los investigadores, en efecto, sólo pudieron medir veinte eventos de neutrinos, contra los más de 15.000 del pasado septiembre. Eso sí, en todos ellos se toparon con los mismos resultados: los neutrinos viajaron más rápido que la luz.

"El resultado positivo de la prueba - afirma Fernando Ferroni, presidente del Instituto Italiano de Física Nuclear (INFN), que opera el laboratorio de Gran Sasso- nos hace tener más confianza en nuestros datos, aunque la última palabra la tendrán mediciones análogas en otros experimentos”.

En efecto, y a pesar de que la nueva prueba evita uno de los errores posibles, aún quedan otros en discusión, como el que podría derivarse de la sincronización del tiempo en los laboratorios del CERN y Gran Sasso.

Por eso, y aunque el nuevo experimento refuerza los increíbles resultados del primero, habrá que esperar a que otros laboratorios (en Estados Unidos y Japón) los repitan, aplicando además tecnologías que no dejen espacio para errores de procedimiento.

Una confirmación definitiva que puede tardar aún varios meses en llegar, ya que solo un puñado de instalaciones científicas en todo el mundo cuentan con detectores capaces de medir con suficiente precisión la velocidad de los neutrinos.

Por un lado, otros dos experimentos del laboratorio de Gran Sasso (Borexino e Icaro) intentarán repetir los resultados de Opera el año que viene. Por otro, los detectores Minos, en Estados Unidos, y T2K, en Japón harán lo propio a partir del primer trimestre de 2012. No queda, pues, más remedio que esperar...

por **Ikerj** Jue 24 Nov 2011, 12:14

El 17 de noviembre la colaboración OPERA ha presentado el documento sobre la medición de la velocidad del neutrino para su publicación en el Journal of High Energy Physics, y en paralelo en el repositorio digital [Tienes que estar registrado y conectado para ver este vínculo]. El documento está en línea desde el 18 de noviembre.

El tiempo transcurrido desde el seminario celebrado en el CERN el 23 de septiembre, donde la colaboración hizo públicos sus primeros resultados sobre la velocidad del neutrino, ha sido utilizado para comprobar los principales aspectos del análisis de datos y, sobre todo, para realizar nuevas pruebas con el haz de neutrinos establecido por el CERN.

Este nuevo haz se caracteriza por una mejor definición del momento de extracción de los protones que lo originan, al disponer de paquetes de partículas de unos 3 nanosegundos de duración separados por hasta 524 nanosegundos. De esta manera, en comparación con el anterior medición, los haces de neutrinos que detecta OPERA son más estrechos y espaciados entre sí.

Esto permite hacer una medición más precisa de su velocidad a costa de obtener una menor intensidad del haz: solo 20 eventos de neutrinos han sido recogidos por OPERA en esta nueva prueba, frente a los 15.000 sucesos analizados en la anterior medida.

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"Una medida tan delicada y que conlleva implicaciones tan profundas en la física requiere un extraordinario control", dijo Fernando Ferroni, presidente del Instituto Italiano de Física Nuclear (INFN), que opera el laboratorio de Gran Sasso.

“El experimento OPERA, gracias a un haz de neutrinos especialmente adaptado del CERN, ha hecho una prueba importante de la consistencia de sus resultados. El resultado positivo de la prueba nos hace tener más confianza en el resultado, aunque la última palabra la tendrán mediciones análogas en otros experimentos”.

"Uno de los eventuales errores sistemáticos está descartado, pero la búsqueda no ha terminado. Hay más pruebas de errores sistemáticos en discusión, uno de ellos podría ser tomar una referencia de sincronización de tiempo en el CERN y Gran Sasso independientemente del GPS, utilizando posiblemente una fibra”, dijo Jacques Martino, Director del Instituto Nacional de Física Nuclear y de Partículas (IN2P3) del CNRS francés.

Para el CERN, las nuevas medidas no cambian la conclusión inicial de OPERA. Sin embargo, la anomalía observada en el tiempo los neutrinos en vuelo desde el CERN hasta Gran Sasso necesita más controles y mediciones independientes antes de que pueda ser refutada o confirmada.