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Física, Química y Energía
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El descubrimiento tiene también importantes implicaciones en las teorías cosmológicas.
La confirmación de que los neutrinos son partículas con masa obliga a una revisión del modelo estandar de la física de partículas, en el que carecían de ella.
Los resultados obtenidos por el observatorio de neutrinos de Sudbury han confirmado los datos recogidos en 1998 por el detector Super-Kamiokande.
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El experimento Super-Kamiokande.
(http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/doc/sk/index.html).
 | Esquema del detector Super-kamiokande. Imagen cortesía del ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), Universidad de Tokyo. |
Un nuevo experimento situado también cerca de cerca de Kamioka (Gifu, Japón), dotado esta vez de un enorme detector cilídrico formado por un tanque de 50.000 toneladas agua ultra pura cuyas paredes están rodeadas de 11.146 tubos fotomultiplicadores capaces de amplificar la señal de los fotones producidos en la luz de Cherenkov (*) como consecuencia de la interacción de los neutrinos con el agua del tanque, proporcionó en 1998 nuevos datos referentes tanto a los neutrinos de origen solar como a los producidos fruto de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera.
(*) Fenómeno cuyo nombre se debe a Pável Alexéievich Cherenkov y que se produce cuando partículas cargadas atraviesan el agua a una velocidad mayor a la de la luz en ese medio, un 75 por ciento de la velocidad de la luz en el vacío, irradiando un cono de luz azulado que señala en dirección a su desplazamiento, de forma similar a la onda de choque producida cuando un avión viaja a la velocidad del sonido.
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"Visible Emission of Clean Liquids by Action of g Radiation". Cerenkov, P.A. Doklady Akad. Nauk SSSR 2 (1934) 45.1
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"Visible Radiation Produced by Electron Moving in a Medium with Velocities Exceeding that of Light". Cerenkov, P.A. Phys. Rev. 52 (1937) 378.
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"On Possible Causes of Dark Blue Gamma Radiation in Liquids". Vavilov, S.I. Doklady Akad. Nauk SSSR 2 (1934) 457.
 | Operarios cambiando tubos multiplicadores de detección. Imagen cortesía del ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), Universidad de Tokyo. |
 | Vista desde la parte inferior del Super-Kamiokande. Imagen cortesía del ICRR (Institute for Cosmic Ray Research), Universidad de Tokyo. |
Teóricamente, la incidencia de rayos cósmicos a la Tierra es igual desde todas direcciones. Sin embargo si se contabilizaban las detecciones procedentes de una ángulo concreto respecto al zénit (por ejemplo 20 grados) con aquellas procedentes de ese mismo ángulo más 180 grados (en el ejemplo, 200 grados), se registraba un número menor en el segundo caso.
Las detecciones procedentes de un ángulo situado a unos grados respecto al zénit provenían de neutrinos que habían recorrido pocos kilómetros desde su generación (entre 10 y 100) al colisionar los rayos cósmicos con núcleos atmosféricos. Por el contrario, los neutrinos procedentes de un ángulo igual al anterior más 180 grados (procedentes de la dirección opuesta), habían recorrido largas distancias desde su generación (atravesando la Tierra y recorrriendo unos 13.000 kilómetros ).
Ello sólo podía ser explicado si aquellos neutrinos que eran detectados tras recorrer una larga distancia desde su generación "oscilaban", pasando de un tipo a otro.
Esta posibilidad, propuesta en el contexto de la mecánica cuántica por primera vez por Bruno Pontecorvo en 1957 (más tarde por Z Maki, M. Nakagawa y S. Sakata), y en el punto de mira desde el experimento dirigido por Ray Davis en Homestake, es sólo posible si los neutrinos poseen masa.
En cuanto a las observaciones sobre neutrinos de origen solar, Super-Kamiokande detectó un nivel de neutrinos electrónicos solares (tipo 8B) en torno al 46 % de lo previsto teóricamente.
Desde 1999, el proyecto de colaboración entre Japón, Corea y Estados Unidos K2K ("KEK to Kamioka") dirige un haz de neutrinos producido en un acelerador de partículas en la ciudad de Tsukuba (Ibaraki, Japón) hacia el detector Super-Kamiokande, situado a 250 kilómetros de longitud, cerca de Kamioka (Gifu, Japón).
Hasta abril del 2001, operando un total de 6 meses al año, el detector ha identificado un total de 44 neutrinos procedentes de KEK de los 64 que el modelo teórico predice en el caso de no existir oscilaciones entre tipos diferentes de neutrinos. Estos resultados contradicen con un nivel de confianza del 97 por ciento la hipótesis de no oscilación.
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