Detector OPERA
La noticia ya ha sido presentada en la mayoría de los medios pero obviamente teníamos que hacer eco también en nuestro blog. El motivo por el cual este artículo no apareció antes es simplemente porque quise esperar al seminario que hubo ayer en el CERN y así poder entregar información más confiable. Ahora el anuncio es oficial: el experimento llamado OPERA ha observado neutrinos que parecen moverse más rápido que la luz. Como científico, llevo varios años especializándome en el estudio de las posibles violaciones a la relatividad en neutrinos, motivo por el cual este anuncio tiene gran importancia para mí. Por el mismo motivo me atrevo a hablar del tema sin dejar de manifestar mi emoción si este resultado llega a confirmarse, sin embargo hay que ser cautelosos con el resultados así como también con las interpretaciones. Para comprender la importancia de este anuncio analicemos la situación por partes.
Velocidad Máxima
La famosa y exitosa teoría de la relatividad de Einstein tiene como uno de sus postulados que debe existir un límite de velocidad en la naturaleza. Hasta ahora ese límite estaba marcado por la velocidad de la luz en el vacío, es decir, aproximadamente 300.000 km/s. Este límite de velocidad puede ser alcanzado sólo por partículas que no tienen masa. Cualquier partícula, por pequeña que sea su masa, no puede alcanzar esta velocidad. Pero como la imaginación no tiene límites, desde el establecimiento de este límite que se ha planteado la posibilidad de que existan partículas que se muevan más rápido que la luz. Los llamados taquiones han hecho volar la imaginación de autores de ciencia ficción; sin embargo restringiéndonos a su definición, un taquión es sólo una partícula que se mueve más rápido que la luz en el vacío, nada más.
Neutrinos en OPERA
Super Proton Synchrotron (SPS)
Para saber de qué se trata el experimento OPERA se recomienda un post anterior al respecto. A los físicos les encanta usar nombres simpáticos para sus experimentos, en el caso de OPERA significa Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (el emulsion-tracking apparatus se refiere a la manera en que el detector funciona) y fue construído para estudiar oscilaciones de neutrinos. Los neutrinos son esas pequeñas y misteriosas partículas de las que hemos hablado muchas veces en este blog (ver aquí). Diferentes experimentos en la última década han mostrado que los neutrinos tienen masas muy pequeñas lo cual es un resultado muy importante ya que representa una clara evidencia de que el famoso Modelo Estándar de física de partículas tiene una falla (en el modelo estándar los neutrinos no pueden tener masa). Para el estudio que se realiza en OPERA, se toman prestados unos protones a altas energías desde uno de los aceleradores del CERN (llamado Super Proton Synchrotron o SPS) y son lanzados contra una barra de grafito; esta colisión produce una lluvia de mesones (partículas formadas por dos quarks) cargados que al decaer producen neutrinos. Esos neutrinos viajan bajo tierra los 730 km que los separan del detector que se encuentra en un laboratorio subterráneo bajo una montaña llamada Gran Sasso, al este de Roma en Italia. Dado que la masa de los neutrinos es tan pequeña, se espera que viajen casi a la velocidad de la luz, por lo cual deberían demorarse algo más de 2 milisegundos en su viaje desde CERN hasta Gran Sasso. Lo que se ha anunciado el día de hoy es la medición precisa del tiempo que les toma a los neutrinos llegar desde CERN, y para sorpresa de los científicos trabajando en OPERA, los neutrinos parecen llegar 60 nanosegundos antes de lo esperado, lo que indicaría que estos neutrinos se mueven más rápido que la luz!
Cautela y escepticismo
El gran Carl Sagan dijo una vez que «declaraciones extraordinarias requieren evidencias extraordinarias», y una medición que desafía uno de los pilares fundamentales de la física moderna es una declaración bastante extraordinaria. Además la complejidad de esta medición es muy alta, 60 nanosegundos (0.00000006 segundos) no se miden con un reloj convencional [gracias a Jorge en su comentario por notar que había un cero de más, excelente ojo!]. Esto lleva a cualquier persona a reaccionar con rotundo este resultado no puede ser correcto. Sin embargo antes de lanzar los dardos contra a los investigadores que realizaron la medición es necesario destacar que hace meses que buscan posibles errores en las mediciones, en la calibración de los relojes atómicos usados, en la señal por GPS usada… una infinidad de posibles fuentes de error que sólo un buen físico experimental podría imaginar. Por lo mismo decir «esto está mal» es una falta de respeto a la cuidadosa labor de los científicos de OPERA. Una actitud distinta es pensar en alguna nueva fuente de error, o una combinación de factores que podrían producir una falsa señal en el detector, por ejemplo mucha gente se cuestiona acerca de la precisión en la distancia recorrida por los neutrinos, o la manera en que se mide exactamente dónde el neutrino es creado y dónde es detectado, efectos indeseados producidos por la antena de recepción satelital… muchos detalles que podrían alterar la medición. Sin embargo una de las cosas que más me agradó del paper presentado por la colaboración así como la presentación de ayer en CERN fue la manera de hacer el anuncio. OPERA no dice haber descubierto una falla en la relatividad de Einstein o garantizar que el resultado es un efecto real, al contrario, la colaboración OPERA es bastante conservadora pero honesta al mismo tiempo y su conclusión puede plantearse como que han medido un valor que no debería ser de acuerdo a la teoría actual, sin embargo no han podido encontrar ningún error, por lo cual solicita a la comunidad científica que se planteen ideas y que otros experimentos repitan esta medición para verficarla o refutarla. Así funciona la ciencia! Las teorías se ponen a prueba, una y otra vez para estar seguros de que lo observando no sea una falsa alarma. Justamente por este motivo creo que pensar inmediatamente que el resultado es correcto me parece tan infundado como decir que está errado. El método científico nos dice que antes de concluir cualquier cosa debemos estar seguros de nuestro resultado, de no ser así hay que repetir el experimento. Afortunadamente esto podría ser posible, ya que los experimentos MINOS (en EEUU) y T2K (en Japón) son bastante similares a OPERA y podrían llevar a cabo esta medición. De hecho, MINOS lo hizo en 2007 y su resultado también fue que los neutrinos se movían más rápido que la luz, sin embargo el error estadístico de su medición era muy alto, por lo cual el resultado no era concluyente. MINOS ahora tiene años tomando datos así que este error estadístico es mucho menor. Habrá que esperar esos nuevos resultados.
Revolución de la física?
Es muy temprano para declarar que la relatividad está mal, como decía más arriba, para llegar a cualquier conclusión este resultado debe ser refutado o verificado. Sin embargo, es perfectamente válido cuestionarse qué pasaría si este resultado se confirma? Si resulta que la relatividad tiene una falla sería un descubrimiento revolucionario y habría que declarar que hay un nuevo límite de velocidad que sería levemente superior a los 300.000 km/s de los fotones. Esto implicaría hacer varios cambios en muchos libros, sin embargo quisiera enfatizar que este es un tema muy fundamental de la física y por ende es muy fácil llegar a conclusiones erróneas. Por ejemplo, dado que el neutrino sería un taquión (se mueve más rápido que la luz) algunos sugieren que se podría enviar información al pasado, sin embargo esa conclusión requiere que la relatividad este correcta y ese es justamente lo que ya no se cumpliría, por lo tanto si se confirma que el neutrino se mueve más rápido que el fotón las máquinas del tiempo y Star Trek seguirán siendo parte de la ciencia ficción.
Violaciones de la relatividad
Siguiendo con la hipótesis de que el resultado de OPERA se llegara a confirmar, cabe también preguntarse qué hacemos con las teorías actules, o dicho de otra forma, podría haber alguna teoría que explique este resultado? La respuesta es afirmativa y esta posibilidad constituye justamente el tema de mi tesis, por lo que elaboraré un poco más este tema. La historia comienza en 1985 (año especial para quienes somos fanáticos de Back to the Future), cuando Alan Chodos, Avi Hauser y Alan Kostelecký plantean la idea de que el neutrino podría ser un taquión. Luego, en 1989, Kostelecký y Stuart Samuel descubrieron que interacciones en teorías de cuerdas podrían causar violaciones de la relatividad (o en el lenguaje de los físicos violaciones de la simetría de Lorentz). Durante la década de 1990, Kostelecký junto a sus estudiantes y postdocs en Indiana University desarrolló una nueva versión del modelo estándar, la que corresponde a una extensión general del modelo estándar incluyendo todas las posibles violaciones de la relatividad. Este Standard-Model Extension (SME) fue presentado en su forma final en 1997 y 1998, gatillando un explosivo interés en el tema desde el punto de vista teórico y experimental. Por un lado, el SME permitía el desarrollo de la teoría acerca de violaciones de la relatividad para todas las partículas y además en 2004 Kostelecký demostró su extensión podía también incorporarse a la gravedad; por otro lado el SME indica de manera directa qué efectos observables podrían aparecer en un determinado experimento, lo que ha llevado a un esfuerzo internacional ya que decenas de laboratorios en el mundo han estado estudiado el SME desde que fue postulado. El volumen de resultados experimentales creció tan bruscamente que fue necesaria una clasificación, lo que que llevó a la elaboración lo que se conoce como Data tables for Lorentz and CPT violation, que se actualiza cada año. En el video de 2005 a continuación, su autor describe el SME y su significado:
Volviendo a los neutrinos, el SME predice una serie de efectos no convencionales que los harían caraterísticos y por ende fáciles de distinguir respecto a otras posibles teorías. Como parte del grupo de Kostelecký, en 2009 trabajé en el desarrollo de una teoría que permita buscar algunos de los efectos predichos por el SME en varios experimentos, incluyendo MINOS, OPERA, and T2K. Más recientemente propusimos un modelo alternativo para explicar el fenómeno de oscilaciones de neutrinos (hemos discutido estas oscilaciones antes) basado en el SME que es consistente con todos los datos experimentales establecidos y que es más simple que el modelo convencional de neutrinos masivos (2010, 2011). En este modelo los neutrinos podrían moverse más rápido que la luz, sin embargo este resultado no es una sorpresa porque desde que el SME fue establecido en 1997 es sabido que partículas superluminosas son una consequencia natural de las posibles violaciones de la relatividad en el SME (un review acerca de violaciones de la relatividad en neutrinos puede encontrarse aquí). Es por esto que el resultado de OPERA el pasado jueves nos dejó perplejos ante la posibilidad de que el resultado sea verificado. Para mi jefe han sido días muy ajetreados que lo sacaron de su rutina de trabajo ya que los periodistas lo llaman todo el día, sin embargo creo que se merece el crédito y reconocimiento por dedicar más de 25 años a desarrollar las bases de un tema tan fundamental. Por ahora ha sido un interesante inicio del otoño (en este hemisferio), para mí ha sido una suerte estar trabajando en este tema en un momento como este, he dormido y comido muy poco en estos días pero ha sido muy motivante y emocionante ver que esta área de la física se vuelva de tanto interés. Ahora hay que esperar que las aguas se calmen un poco para volver al trabajo.
Qué viene ahora?
Por ahora nos queda esperar. Desde el punto de vista experimental se espera que nuevas ideas sean planteadas como posibles fuentes de error en OPERA lo que permitirá testear sus datos una y otra vez con ideas de toda la comunidad científica. También queda esperar que los experimentos MINOS y T2K presenten mediciones de la velocidad de sus neutrinos. Esto no necesariamente será pronto, otros resultados anómalos en neutrinos llevan 10 años con nosotros y todavía no hay una respuesta definitiva (ver post sobre anomalías en neutrinos). En el campo teórico, se explorarán posibles interpretaciones y nuevas teorías para comprender el resultado de OPERA, especialmente si se confirma. En tal caso se viene una revolución en la manera que vemos el universo que personalmente creo ha hecho falta en la física últimamente. Afortunadamente ya existe una teoría que permite describir violaciones de la relatividad, por lo que dicha revolución podría llevar a que el SME se vuelva de uso más común de lo que era hasta hace unos días.
No obstante, una de las más importantes consecuencias sin importar si el resultado de OPERA se verifica o refuta es que la comunidad científica aumentará su conocimiento acerca de estas misteriosas partículas, aprenderemos sobre nuevas fuentes de error en los experimentos y si el universo es o no tan simétrico como lo imaginó Einstein hace 106 años. Así es como la física se ha construído durante siglos, esta vez las sorpresa llegó de la mano de un neutrino, un verdadero fantasma de la OPERA.
Actualización: OPERA ha presentado nuevos resultados que reafirman los neutrinos superlumínicos, detalles en este link.
Links:
Science: Neutrinos Travel Faster Than Light, According to One Experiment
Inside Science: Physicists Report Evidence of a Quicker-Than-Light Particle
Discovery News: Naughty ‘Faster Than Light’ Neutrinos a Reality?
Más sobre el SME:
Background information on Lorentz and CPT violation (web mantenida por A. Kostelecký)
The search for relativity violations (Scientific American, 2004)
Standard-Model Extension (Wikipedia)
Lorentz-violating neutrino oscillations (violaciones de la relatividad en neutrinos)
Conexión causal 
Pingback: Neutrinos más rápidos que la luz en experimento OPERA
Excelente post Jorge! Incluso yo que no trabajo en nada de Fisica de Particulas, estoy emocionado con la noticia. Siento que es un momento historico de la fisica (aun cuando haya algo no considerado y termine siendo falso)
Muchas felicidades tambien a ti por estar en «la cresta de la ola»; y que te lo reconozca Science es harto.
Gracias x tu excelente post noticioso y un gran abrazo
Felipe
Hola Felipe,
gracias por el saludo, la verdad es que ha estado «movido» todo por estos lados, a disfrutar los 15 min. de fama =).
Prefiero abstenerme sobre si este es un momento histórico o no, mejor ser cautos con el resultado, pero ya veremos. Al menos sentí que era mi responsabilidad compartir mi visión de los hechos desde acá en nuestro sitio.
Un abrazo
Naa… Sera historico, eso lo aseguro.
Si v >= c claramente sera historico
Si v < c sera siempre recordado como una leccion importante en la fisica; como lo fue en su momento la "fusion en frio" (cold fusion) que resulto ser una mala interpretacion de los resultados experimentales (creo q era unas barras de error en la medicion)
Sea como sea, sera un hito. Eso, lo aseguro
.F
Pingback: Neutrinos más rápidos que la luz en experimento OPERA | Noticias - d2.com.es
Hola, gracias por esta magnífica explicación.
P.D.
»Además la complejidad de esta medición es muy alta, 60 nanosegundos (0.000000006 segundos) no se miden con un reloj convencional.»
Creo que has puesto un cero decimal de más, son sesenta nanosegundos, no seis ;-P
Jorge,
me alegro que la explicación sea clara, ese era el objetivo, por eso me extendí tanto.
Gracias por el ojo agudo que notó que había un cero que sobraba, ya lo edité y dí el crédito por ello ;)
Mi excusa: esa parte fue escrita a las 5am y llevaba más de 24 horas sin dormir =)
Saludos
No tengo mucho que comentar, más allá de decir que me pareció una columna buenísima, y un tema apasionante. Me hago seguidor del blog. Saludos
Pablo,
gracias por el comentario. Me alegro que el artículo haya sido claro.
Hice mi mayor esfuerzo para hacer de un tema muy complejo y ambiguo en sus interpretaciones algo que el público general pueda llevarse consigo y discutir con otros. Para eso creamos Conexión Causal.
Nos leemos.
Pingback: LUCES Y SOMBRAS (corrección: neutrinos!) « hibridación
Estuve dejando volar la imaginación apropósito de este asunto.Me gustaría formular una pregunta desde la completa ignorancia de un profano en la materia.No se si es el lugar adecuado, pero no se me ocurre nadie mejor preparado para resolverme la duda.Los físicos descubristeis que existía una constante de la naturaleza »c» que se corresponde con la máxima velocidad a la que es posible transmitir información útil en nuestro universo. Nada podría viajar más rápido.Se asumió que el valor de esta constante se correspondía precisamente con el valor de la velocidad de la luz en el vacío. Casi con absoluta certeza esto es así pero ¿Son las mediciones experimentales lo suficientemente precisas como para descartar absolutamente la posibilidad de que la velocidad de la luz en el vacío no se corresponda con el valor de la constante »c» y simplemente sea extraordinariamente cercana? ¿Habría margen para que el valor de »c» fuera por ejemplo y redondeando, 299799km/s, el de la radiación electromagnética en el vacío 299792km/s… y el de los neutrinos del OPERA 299798km/s? Si esto fuera así supongo que respetarían el principio de causalidad, pero si realmente se movieran sobre el valor de »c» no deberían llegar a Italia antes de salir y resultar indetectables para los científicos que participan en el experimento tal y como éste está diseñado?
La cuestión que veo es esta: la teoría de la relatividad es probablemente muy acertada y C es correcta para el electromagnetismo y para la gravedad. Si los neutrinos són más veloces que la luz,,,habrá una formulación relativista para ellos donde en lugar de C se ponga C+ (por ejemplo), y habrá que establecer si los neutrinos són además un tipo de energía distinta a la e.m y la de gravedad.
Personalmente pienso que no van más rápido…pues tienen relación directa con los electrones que si tienen marcadas propiedades e.m y gr. aunque no necesariamente tendría que ser así.
El tema es más complejo. Me parece que alguna medición está equivocada y es tan simple que no se la ve. Por otro lado hay que tener en cuenta que para determinar las características de los neutrinos, como su sabor, su energía, etc…hacen falta C, e incluso el cuanto de acción ELECTROMAGNETICO, el «h» de Planck.
Hola Compadrito: estaba esperando tu post sobre este asunto, me imagino la excitación respecto del tema. Creo como tú dices a esperar por más experimentos, en cualquier caso, sabemos que no debemos dejar el asombro de lado y simplemente maravillarnos con nuestra ciencia. Una abrazo desde Conce.( ojo, este mensaje te llegará 60 nanosegundos antes)
Estimado:
La verdad es que de ser cierto que los neutrinos se mueven más rápido que la velocidad de la luz, esto implicaría una revisión mayor de toda la física. El punto es que el Lagrangeano de Maxwell es invariante bajo transformaciones de Weyl. Esto implica que la estructura de los conos de luz es invariante bajo transformaciones de Weyl. Luego, la estructura causal es Weyl invariant. Esto es fuertemente usado en las técnicas de relatividad general. El horizonte de eventos es una superficie nula, por ejemplo. La verdad de ser esto cierto, me parece que sí se podría propagar información al pasado.
BTW, habría que revisar que pasa con microcausalidad.
Salut,
Andrés.
Hola Andrés,
si la relatividad tiene una falla, o más científicamente hablando, si la simetría de Lorentz no es exacta, el Standard-Model Extension (SME) ya incorpora una versión extendida de la electrodinámica quántica, por lo tanto no hay de qué preocuparse, sólo basta con usar la QED contenida en el SME, la que se describe en detalle en la Sec. III de uno de los papers originales del SME (http://arxiv.org/abs/hep-ph/9809521).
La microcausalidad también ha sido estudiada, puedes mirar el paper titulado «Stability, Causality, and Lorentz and CPT Violation» escrito or Kostelecky y Lehnert (http://arxiv.org/abs/hep-th/0012060). El mismo Kostelecky dijo hace unos días a Science que si se usa el SME no habría de qué preocuparse (último párrafo: http://www.insidescience.org/current-affairs/physicists-report-evidence-of-a-quicker-than-light-particle).
Saludos.
Bueeena, Newt. Está muy bueno tu artículo. Estoy muy «metida» sobre qué será lo que sucederá ahora. He leído por ahí (http://neutrinoscience.blogspot.com/2011/09/arriving-fashionable-late-for-party.html) que midieron los neutrinos de una supernova, pero la diferencia de tiempo entre la luz y los neutrinos no coincidió con lo de OPERA. En fin, a esperar. Oye y tengo otra pregunta, quizás medio básica ¿Porqué el resultado no puede ser simplemente que la velocidad límite c (upper limit) es la del neutrino en vez de la del fotón? ¿Por qué habría que cambiar toda la teoría (si es que los resultados son ciertos)?
Hola Karla,
como bien dices, los resultados de la SN1987A indican con gran precisión que los neutrinos se mueven a la velocidad de la luz, sin embargo esto no contradice el resultado de OPERA cuando se estudia desde el punto de vista del Standard-Model Extension (SME). Cuando la simetría de Lorentz no es exacta, la pérdida de invariancia ante boosts introduce dependencias no convencionales de la energia en la relación de dispersión de diferentes partículas. Esto hace que la velocidad de grupo del paquete de ondas que representa, p. ej. un neutrino, pueda perfectamente depender de la energía. Los neutrinos de la supernova tenían energías de unos pocos MeV mientras que OPERA usa una energía promedio de 17 GeV (más de tres órdenes de magnitud mayor!), por lo que medir diferentes velocidades es algo esperable más que una contradicción, al menos cuando se usa el SME. Hay muchas otras descripciones fenomenológicas la velocidad de los neutrinos pero se puede demostrar que muchas son casos particulares contenidos en el SME, mientras que otras simplemente no tienen sentido porque no se pueden derivar de un lagrangiano fundamental.
Saludines!
Gran post, muchas gracias por enseñarnos el valor y la humildad de la ciencia pura.
Hola Jorge,
Yo contaría como la primera evidencia de «desviación» del modelo estándar al momento magnético anómalo del muón.
Y te regalo un signo de interrogación de apertura (¿)
Muy buen post, yo tb estoy de acuerdo en que, al anunciar la medición, la colaboración de OPERA trató con mucha diplomacia el tema de las «implicancias». Y tus comentarios al respecto de las implicancias teóricas lo son también.
un abrazo y mucha suerte!
Hola Clemencia,
gracias por la corrección, modifiqué el texto para no dar a las oscilaciones un rol tan protagónico en evidencias de física más allá del modelo estándar.
Gracias por el «¿» sé que hay uno de esos en algún lugar de mi teclado, pero perdí la costumbre de usarlo.
Creo que cualquier resultado debe tomarse con escepticismo hasta que sea verificado. Es bueno cuestionarse qué teoría podría explicarlo así como otras posibles consecuencias, pero todo eso con un gran «si este resultado se confirma…» al frente de todo.
Saludos
la superluminalidad con fotones es un fenómeno muy conocido pero poco bien interpretado. nace a partir de equivalencias entre velocidades de propagación e indices refractivos del medio. mi tincada me dice que el fenómeno con neutrinos en el vacío tiene una analogía similar al caso con fotones en medios. a fin de cuentas tbn podemos asociar densidades al vacío.
vean esto: http://prl.aps.org/abstract/PRL/v102/i2/e020401
me gusta el planteamiento de la intro: «what exactly travels at 299 792 458 m=s?»
la interpretación de los hechos es la q debe ser profundamente analizada.
Juanpa,
el fenómeno de partículas que se mueven más rápido que las luz en un medio es muy bien conocido como dices; sin embargo a estas no se les llama superluminosas porque el principio de la relatividad impone como límite de velocidad la velocidad de la luz en el vacío, no en un medio material. En otras palabras, no cuesta nada lanzar un fotón en un cristal de alto índice de refracción de tal manera que uno puede hasta correr más rápido que el fotón, sin embargo eso no te hace «más rápido que la luz en el vacío».
Por otro lado tu idea no está mal, cuando los neutrinos se propagan grandes distancias bajo tierra como en los experimentos OPERA, MINOS y T2K que tienen varios cientos de kilómetros, lo neutrinos aumentan la probabilidad de encontrarse con electrones en su camino (electrones en los átomos de roca) y «scatterearse» con ellos. El efecto final de estas interacciones es lo que se conoce como «matter effects» que producen un cambio en la energía de los neutrinos por un potencial efectivo llamado «matter potential». Este es un fenómeno muy conocidos desde fines de los 70s y se llama «efecto MSW». Desde el punto de vista de mecánica de ondas, este efecto MSW es similar a la propagación de un fotón en un medio con un índice de refracción mayor que 1. Sin embargo tengo dos razones para argumentar que esto no es la fuente del resultado anómalo de OPERA:
1. este efecto debe tomarse en cuenta cuando se trabaja con neutrinos electrónicos porque ellos interactúan con electrones; dado que OPERA usa neutrinos muónicos no hay de qué preocuparse porque en la roca no hay muones;
2. el potencial efectivo que induce la roca es contante, es decir, sólo produce un shift en la energía de los neutrinos. La velocidad de un neutrino es la velocidad de grupo del correspondiente paquete de ondas que viene dado por la derivada de la energía respecto al vector momentum, por lo tanto cualquier contribución constante en la energía no produce efectos observable en la velocidad de propagación.
Saludos
Pingback: Neutrinos Vs. Velocidad de la luz – Una explicación sencilla | StarNeutron
Señor Newton jajaj, buena entrada, yo también trabajo un poco con neutrinos (por si no te había contado) así que tamos atentos a cualquier noticia sobre ellos :D
Repito, buena nota ;)
Gran abstract de lo que ha ocurrido la pasada semana, junto al estado del arte del tema. Seguiré atenta tus próximas palabras respecto a los escurridizos neutrinos.
Hola Pamela,
me alegro que el artículo sea claro. Con toda seguridad seguiremos contando qué pasa con estos «pequeños neutros» (como les llamó Fermi).
Hola, ¿porque dices que si un neutrino se mueve mas rapido que la luz sería un taquion?…..hasta donde yo se , si se supera la velocidad de la luz, una condicion para que la energía relativista tenga un valor real es que la masa sea compleja, y hasta donde yo se, los neutrinos tendrian un valor
Creo que las transformaciones de Lorentz estarian mal formuladas, ya que CREO que ellas dicen que la velocidad de la luz no es superable, pero , ¿otros enunciados como la energia lativista, dilatacion del tiempo tambien habria que reformularlos?
El uso de la palabra taquión puede llevar a problemas si no se establece su significado previamente. La palabra taquión significa «partícula que se mueve más rápido que las luz en el vacío» eso es todo y así es como ha sido usada en este artículo.
En relatividad, un taquión requiere una masa imaginaria para poder moverse más rápido que un fotón; sin embargo, en la descripción dada por el SME, el neutrino tendría una masa real y positiva como cualquier otra partícula masiva; la velocidad del neutrino se vería afectada no sólo por su cinemática sino que también por su dinámica de interacción con otros campos presentes en el universo, eso los haría ir más rápido que el fotón.
creo que este resultado hecharia abajo algunos supuestos de la relatividad especial, pero CREO que en espacios curvos en relatividad general se permiten, para observadores lejanos, que la velocidad de la sea mayor a c
bueno, tampoco es casualidad q halla sucedido con neutrinos, un pendegesimo menos ligero
pucha se me subió antes de tiempo x D
y bueno, de entre las particulas mas ligeras sucedio con la mas parecida a un foton con masa. me refiero a que hay cuestiones de interpretacion y deteccion que pueden tratarse equivalentemente. en experimentos de dos fotones puedes poner un medio material en uno de los brazos del interferometro y efectivamente el patron que se observa es equivalente a q si el foton por el medio fuese superluminal. no es relativo al observador. si, es mucho mas impactante con neutrinos pero tbn es cierto que CERN siempre va a contar en un lenguaje que destaque los aspectos mas atractivos de la investigacion, es el lab mais grande y caru du mundo y tiene la obligacion de sorprender para justificar su tremenda operacion. pasa a menor escala con los fotones q conozco un poco mas y los titulo invitan a resultados fascinantes pero en tres vueltas ya lo reinterpretad y perdio el Brillo :-p El resultado esta, pero hay q darle una y mil vueltas para terminar de interpretarlo bien.
concuerdo con que la cinemática del neutrino se parece a la del fotón, sin embargo no estoy seguro que el neutrino sea la partícula más parecida al fotón, el fotón interactúa con partículas cargadas eléctricamente, el neutrino sólo «ve» partículas con «carga débil»; el fotón es un bosón de gauge, el neutrino es un fermión…
Sin embargo tapoco me sorprende que un descubrimiento así (de comprobarse) ocurra co neutrinos, no por suparecido a los fotones sino que los neutrinos sufren una crisis de identidad que los hace oscilar (ver posts sobre oscilaciones: https://conexioncausal.wordpress.com/neutrinos/). Este fenómeno revela que los neutrinos son interferómetros naturales, por lo que cualquier pequeña desviación de la teoría convencional es amplificadas lo que las hace observables.
Sigo sin comprender tu idea sobre fotones superluminales en un medio. El hecho que una partícula se mueva más rápido que un fotón en un medio no lo hace superluminal. Sabemos que partículas se pueden mover más rápido que el fotón en un medio, eso da origen a la radiación de Cerenkov que da el brillo azul a los reactores nucleares así como también es usada para la detección de neutrinos. A veces es un problema de semántica, en vez de hablar de velocidad de la luz deberíamos decir «300.000 km/s», si algo se mueve a más de 300.000 km/s se llama superluminal.
En cuanto a la interpretación, estoy muy de acuerdo con debe hacerse con cuidado, por ello llamo a la cautela y escepticismo.
Por favor, actúa por la LIBERTAD y la JUSTICIA difundiendo esta noticia en internet y redes sociales
solidaridadconjavierporroviera.blogspot.com
Actúa y firma!!
La velocidad que se ha obtenido superior en 6 km/s es una media de las obtenidas en las 16000 muestras, o es la velocidad media de las observadas en los neutrinos. Gracias.
si esto resulta cierto nos llevaria a nuevas teorias y una revolucion total del concepto de la fisica y el tabajo del fisoco einstein!!!!
Muy buen post. Sin embargo sigo sin entender cómo es posible que la masa del neutrino no se haya hecho infinita. Cuando los protones u otras partículas son aceleradas siempre se observa que su masa se incrementa de acuerdo a lo que dice la teoría de la relatividad especial. ¿Por qué en este caso no ha sido así? ¿Ha variado la masa de los neutrinos?
leí por ahí, en un artículo que teóricamente podría aceptarse que los neutrinos podrían vivir en un espacio superior a (3+1), y que en su espacio (3+1+n) ellos viajarian a una velocidad inferior a la de los fotones, y estas dimensiones extras ofrecerian un camino mas corto a los neutrinos, lo que permitirian que estos lleguen antes que los fotones, los cuales solo vivirian en un espacio tiempo (3+1)….
¿tendria sentido esto?
despues busque en la web sobre neutrinos, yo no cacho una sobre neutrinos (perdonando el chilenismo) y llegue a que teoricamente existian los neutrinos esteriles, los cuales podian interactuar en (3+1) dimensiones donde estan confinados todos los campos del modelo estandar, pero a la vez podian existir en dimensiones extras donde en algunos modelos solo se propaga el graviton…pero despues lllegue a otro link donde decia que ya se habia descartado la existencia de neutrinos esteriles….plop….
pero si esto fuera, aunque sea una pista experimental de que modelos como string theory, randall sundrum, ADD, etc etc pudieran existir….guau
CREO SABER QUE ES LO QUE FALLA EN EL EXPERIMENTO DE LOS NEUTRINOS.
TAL VEZ NO HAYAN TENIDO EN CUENTA LOS EFECTOS DE LA RELATIVIDAD GENERAL.
LA TEORÍA GENERAL DE LA RELATIVIDAD DICE QUE EL TIEMPO PASA MÁS DESPACIO
CUANDO LA GRAVEDAD ES MAYOR Y MÁS DEPRISA CUANDO LA GRAVEDAD ES MENOR.
EN LA SUPERFICIE DEL PLANETA LA GRAVEDAD ES MÁXIMA (9,8 M/S2) ,
MIENTRAS QUE SI ESTUVIERAMOS EN EL CENTRO DEL PLANETA LA GRAVEDAD SERÍA CERO
Y EL TIEMPO PASARÍA MÁS DEPRISA QUE EN LA SUPERFICIE.
PUES BIEN, SI LOS NEUTRINOS EN EL EXPERIMENTO RECORREN ESOS 732 KM BAJO TIERRA
A UNOS 11,4 KM DE LA SUPERFICIE, RESULTARÁ QUE VIAJAN POR UNA ZONA DONDE EL TIEMPO
PASA MÁS DEPRISA QUE EN LA SUPERFICIE (DONDE SE ENCUENTRAN LOS RELOJES QUE MIDEN EL
TIEMPO QUE TARDAN).EL RESULTADO ES QUE LOS NEUTRINOS DAN LA IMPRESION DE IR MÁS RAPIDO
QUE LA LUZ, PERO EN REALIDAD SOMOS NOSOTROS (QUE ESTAMOS EN LA SUPERFICIE CON UNA GRAVEDAD MAYOR)
LOS QUE ESTAMOS EN UNA ZONA DONDE EL TIEMPO PASA MÁS LENTAMENTE.
No soy físico , sólo soy ingeniero pero me pica la curiosidad.
Me gustaría que pensarais al respecto y me contestarais. Un saludo.
perdon por meterme y por contestar, y espero no les moleste que yo conteste esta afirmacion,
pero al hablar del 9,8 que aumenta o disminuye a medida que te acercas al centro de la Tierra estas hablando de la gravedad de Newton, en la cual TODOS los observadores miden el mismo tiempo, el tiempo es absoluto, lo que puedes observar mirando las transformaciones de Galileo, las cuales compatibles con la teoria de Newton.
En la relatividad especial el tiempo se dilata cuando uno de los sistemas se mueve a una velocidad comparable a la de la luz, como puedes ver en las transformaciones de Lorentz, pero justamente las transformaciones de lorentz dicen que nada supera a la velocidad de la luz.
y en la relatividad especial, se admite, que dado que los espacio tiempo son curvos, se pueda curvar la razon entre distancia y tiempo, y asi se supere la velocidad de la luz, como por ejemplo en algunos agujeros negros, pero, si lo extrapolas a la Tierra, estariai en un error, ya que la nocion de distancia en la Tierra es plana, dada por la métrica de Minskowsky, o sea, no hay espacios curvos en la Tierra que pudieran distorcionar el valor de la velocidad.
fe erratas: en relatividada GENERAL quise decir en mi ultimo parrafo :)
yo conozco una cosa mucho mas rapida que el neutrino, las cagaleras, que yo me di cuenta que tenia, y ni al encender la luz ya me habia cagado
Voy encendiendo la fogata para quemar mis libros de Física relativista :P
Exelente post, bastante completo y muy bien explicado.
Pingback: Premio Nobel de Física 2011: expansión acelerada del universo « Conexión causal
Excelente artículo,y muy enriquecedor los comentarios! Te felicito por la explicación clara que nos das sobre el tema.
Saludos
Si el resultado del experimento fuera correcto, podríamos tener dos posibles consecuencias.
1. No existe un límite universal de velocidad
2. Existe un límite de velocidad, pero no es la velocidad de la luz, sino la del neutrino
Cuando leí la noticia de experimento, creí que la hipótesis era la primera, pero si habláramos de la segunda ¿no quedaría la relatividad a salvo cambiando el límite c por un c’ que sería la velocidad del neutrino? ¿no cabría recrear todos los experimentos mentales de Einstein por una nueva versión en la que en lugar de enviarse fotones se enviarán neutrinos?
Pingback: Pienso, luego Dudo – Capítulo 19 « Círculo Escéptico Argentino
Ojeando en internet he visitado la web del libro «Espacio y Tiempo: Teoría Física de Lugares»… apasionante vuelta de tuerca al enfoque relativista y a la Transformación de Lorentz. Os la recomiendo (www.espacioytiempo.net)
Pingback: Nuevos resultados sobre neutrinos en OPERA « Conexión causal
vallan planeando donde ponen su makina para viajar en el tiempo.o teletrasportador.agan lugar en sus casas.jajaja exlente post. muy completo.
Pingback: ¿Se vendría abajo la relatividad de Einstein? | spiritudepok
Hola Jorge, he encontrado hoy por casualidad este artículo tuyo, que ha ayudado enormemente a que detuviera mi desbocada ilusión por que una vez finalizadas las comprobaciones, realmente el neutrino sea una partícula superlumínica.
No he tenido tiempo aún de leerme todos los post de respuestas surgidas al articulo de cabecera, pero sin temor a equivocarme, tu exposición inicial es auténticamente una oda a la corrección. Todo en su justa medida, verdaderamente creo que pensar en alguna otra determinación sobre lo expuesto, es aventurarse subjetivamente. Pero he de decir que bajo mi humilde y discutible entender, no perdemos nada con exponer nuestros propios pensamientos y exponer nuestras apreciaciones, sin que esto suponga menosprecio o repercusión negativa alguna sobre nadie, puesto que todos tratamos de explicar nuestra verdad, más o menos acertada.
Si tienes un minuto, me gustaría explicarte algo, mi nombre es Juan José, de Sevilla, no tengo idea alguna ni preparación sobre física, ni siquiera la básica que impartían en la antigua EGB, se me dió bien. Soy un empresario de la construcción en horas bajas gracias a la dichosa crisis.
En 2003, la vida me golpeó de la forma más cruel que a mi entender puede golpearte. Mi primera hija, Alba, contrajo una sepsis estreptocócia y me la arrebató de entre las manos, llevándosela en apenas diez días.
Sin entrar en más detalles, pues no es el lugar adecuado para ello, cada persona afronta el duelo como puede, sabe o quiere.
A mi me ocurrió algo inesperado, nació en mi un hambre voraz por el conocimiento, el primer año desde que mi hija partió, devoré al menos 150 libros o más aún, perdí la cuenta. Entre ellos, medicina, psicología, psiquiatría, filosofía, física etc. Indudablemente continuaba buscando a mi hija de alguna manera y en todo aquello que leía buscaba indicios reales de la supervivencia a la muerte física, pero los buscaba dentro del digamos «bando contrario», me refiero al campo científico, ya sea médico o cualquiera de sus vertientes.
De esta manera, en mi busqueda frenética (he de decir que este instinto fué atenuándose con el tiempo) conseguía libros que incluso no se habían publicado en España, y por medio de amigos en Internet, se traducían al español y me los enviaban (incluso repletos de faltas ortográficas).
Uno de los que conseguí leer fué «El Hombre Superluminoso» del profesor Regis Dutheil, casado con una psicologa, y entre ambos realizaron un estudio donde se incluía un seguimiento específico del ser humano a lo largo de su existencia en torno a sus creencias sobre la supervivencia a la muerte física y donde en la parte que le corresponde el Sr. Dutheil, expone su creencia en la existencia firme de los taquiones, y lo más sorprendente, entre los dos tratan de encontrar similitudes en ambos campos y lo interrelacionan de tal manera que parece tener sentido.
En mi exposición, solo trato de pedirle simplemente que exponga sus creencias sobre lo acertado o no en los experimentos del CERN, y si no es mucho pedir las posibles repercusiones en el mundo que conocemos, inclusos las que integran el sensacionalismo hollywoodiano.
Mi correo es casalba.obras@gmail.com , para lo que se le pueda ofrecer o por si prefiere las comunicaciones por correo directo. Si está usted interesado, puedo enviarle el libro en formato digital, ¡¡si soy capaz de encontrarlo¡¡
Anclado en la buena voluntad, le agradezco enormente la atención prestada, que por otra parte, no se si este mesaje llegará a su conocimiento, en cuyo caso no queda más que decir que al menos lo he intentado.
Pd: Por favor, dado el caso, no tema exponer su opinión al respecto, si tiene a bien concederlo, sea cual sea su sentido, por temor a dañar mi sentimiento paternal, o cualquier otra circunstancia. Nada me disgustaría más que vivir siempre equivocado.
Reciba un cordial saludo.
Pingback: Científicos observan partícula que se mueve a la velocidad de la luz « Conexión causal
Pingback: Los neutrinos de OPERA: actualización. « Conexión causal
Pingback: Experimento ICARUS indica que neutrinos no son superlumínicos « Conexión causal
Pingback: Neutrinos en OPERA respetan límite de la velocidad de la luz « Conexión causal
Pingback: El neutrino está de cumpleaños « Conexión causal
Pingback: ¿Qué es la antimateria? | Conexión causal
Pingback: Una semana desafiando la relatividad | Conexión causal
Pingback: La masa del neutrino: una crisis y el futuro | Conexión causal
Reblogueó esto en Marxist Statistics.