609 76 52 51 -- ASSOCIACIÓ ASTRONÒMICA SANT CUGAT-VALLDOREIX astronomia-junta@astronomia.cat

Dr. ANTONIO MÉNDEZ VILASECA
Doctor i Degà de la Facultat de Ciències de la UAB.

Durant molts anys s’ha parlat del “problema dels neutrins solars”, una discrepància entre el flux mesurat de neutrins procedents del Sol i la predicció teòrica. Aquesta discrepància va fer trontollar el nostre coneixement de l’estructura i funcionament del Sol. Però experiments recents han resolt l’enigma i els seus autors han estat guardonats amb el Premi Nobel de Física de 2015.  Nom que reben diferents dispositius experimentals pensats per detectar els neutrins procedents del nucli del Sol o d’altres indrets de l’Univers, com en el cas de la supernova 1987A . El primer experiment d’aquesta mena és el de Raymond Davis, el 1976, el més recent és el detector Super-Kamiokande i el Sudbury Neutrino Observatory. Tots ells confirmen la falta de neutrins solars respecte a les prediccions teòriques. En l’actualitat hi ha dues dotzenes de detectors de neutrins arreu del món. El Super-Kamiokande, operatiu des del 1995, és el successor del Kamiokande, que detectà els neutrins de la supernova 1987A. Aquest detector és sensible als tres tipus de neutrins, ja que la dispersió d’un neutrí per un àtom de deuteri és diferent de la produïda per un àtom d’hidrogen. Amb aquest experiment podem aclarir si els neutrins “oscil·len”, és a dir, si canvien o no d’identitat. El problema dels neutrins solars va ser una gran discrepància entre les mesures dels nombres de neutrins que arriben a la Terra i els models teòrics de l’interior del Sol, durant des de mitjans de la dècada dels seixanta fins aproximadament el 2002. La discrepància s’ha resolt gràcies a la nova comprensió dels neutrins, requerint una modificació del Model estàndard de física de partícules, concretament en les oscil·lacions de neutrins. Bàsicament, com que els neutrins tenen massa, poden canviar de tipus del que s’espera que fos creat a l’interior del sol, i passar a ser de dos tipus que no serien capturats pels detectors que tenim actualment. Actualment, s’admet que el problema dels neutrins solars ha resultat de la inadequada comprensió de les propietats dels neutrins. D’acord amb el model estàndard de física de partícules, hi ha tres tipus diferents de neutrins:

neutrins electrònics (són els que estan produïts al Sol)
neutrins muònics.
neutrins tauònics.

El 1970 es creia àmpliament que els neutrins no tenien massa i els seus tipus eren invariants. Això no obstant, el 1968 es va proposar que si els neutrins tinguessin massa podrien canviar d’un tipus a un altre. D’aquesta manera, els neutrins solars “perduts” podrien ser neutrins electrònics els quals canviarien en altres tipus durant el seu viatge a la Terra i per tant no serien detectats. La supernova 1987A va indicar que els neutrins podrien tenir massa degut a la diferència de temps d’arribada a la Terra Això no obstant, com que hi va haver pocs esdeveniments per detectar neutrins, va ser difícil treure conclusions amb certesa. Però també va dificultar la tasca el fet que els detectors no tinguessin uns rellotges precisos. Si els neutrins no tinguessin massa, haurien de viatjar a la velocitat de la llum; si tinguessin massa viatjarien a velocitats lleugerament més baixes que la de la llum.  La primera evidència més reforçada per l’oscil·lació de neutrins va tenir lloc el 1998 per part de l’observatori Super-Kamiokande en col·laboració amb el Japó. Va observar neutrins muònics (produïts a la part més alta de l’atmosfera degut als rajos còsmics) canviant a neutrins tauònics. El que es va demostrar va ser que es detectaven menys neutrins a través de la Terra que els que es detectaven directament sobre el detector. Però no només això, les seves observacions només afectaven els neutrins muònics que venien de la interacció dels rajos còsmics amb l’atmosfera terrestre. No es van poder observar neutrins tauònics a l’observatori. Les proves evidents per l’oscil·lació de neutrins solars arribà el 2001. Es varen detectar tot tipus de neutrins que venien del Sol[ i va es va distingir entre neutrins electrònics i els altres dos sabors (però no va poder diferenciar els sabors dels muons i els tauons) només usant aigua pesant com a medi de detecció. Després de grans anàlisis estadístiques, es va trobar que el 35% dels neutrinos que arriben des del Sol són neutrins electrònics, sent els altres neutrins muònics o tauònics. El nombre total de neutrinos detectats coincideix força amb les prediccions anteriors de la física nuclear, basada en les reaccions de fusió dins del Sol.

Carme Mas-AASCV

Aquest lloc web utilitza cookies perquè vostè tingui la millor experiència d'usuari. Si continua navegant està donant el seu consentiment per a l'acceptació de les esmentades cookies i l'acceptació de la nostra política de cookies, punxi l'enllaç per a major informació.plugin cookies

ACEPTAR
Aviso de cookies
Translate »