El experimento OPERA anunciará hoy el descubrimiento de neutrinos mas rápidos que la luz

Actualización 2: Una consideración teórica que está apareciendo en varios blogs es la posibilidad de que no estemos ante neutrinos taquiónicos sino a un efecto de “espuma espacio-tiempo” según habían publicado Jonh Ellis, Carlo Rubia y otra gente bastante famosa en 2008: Probes of Lorentz Violation in Neutrino Propagation

Ahí proponen que hay una dependencia que puede ser lineal o cuadrática entre la energía de los neutrinos y la variación de su velocidad respecto a la de la luz. Según eso los neutrinos de la supernova de 1987 tendrían demasiado poca energía para sufrir apreciables cambios de velocidad mientras que estos si la tendrían. El problema es que el experimento de OPERA no ha visto dependencia en la energía de la velocidad. Por otro lado el margen de energías posiblemente era demasiado estrecho.

A web sigue bullendo de análisis de posibles fallas y explicaciones teóricas posibles del resultado y sólo con leer todo lo que va saliendo ya no puedes hacer casi nada más.

Actualización: El artículo describiendo el resultado ha sido ya enviado a arxiv: Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam

He seguido (salvo algunas pequeñas interrupciones por motivos varios) la conferencia. No he visto que en la sección de preguntas nadie haya argumentado un buen motivo por el que el experimento este mal. En el blog de Lubos AnnV (una comentarista habitual de Lubos) ha sugerido que alguien pueda haber omitido el delay de la atmósfera en los haces electromagnéticos usados en la señal GPS que establece la sincronicación de los reloj del CERN y el detector de ópera. Me resulta extraño que puedan haber olvidado algo así. Y tampoco veo claro que se pueda usar el valor de el índice de refracción de la atmósfera para la luz visible al haz del GPS. Lubos comenta que ya mismo en el Fermilab están haciendo algún tipo de experimento para corroborar o refutar los resultados de ópera. Lo que no dice es cuando podrían estar listos esos resultados. Sea como sea los neutrinos siguen haciendo cosas raras. No hace mucho salió otro experimento en el qu ese observaba una oscilación no de sabor sino de otra característica. No presté mucha atención, pero intentaré localizarlo y ver si da alguna pista. Posiblemente también pueda ser interesante buscar soluciones teóricas dónde los neutrinos sean algún tipo extraño de partícula compuesta, o que puedan desintegrarse en algo no standard y taquiónico de spin 0 y reformarse desde entonces o vaya usted a sber que. También sería interesante examinar las consecuencias de examinar que la idea fuese cierta y ver si hay alguna consecuencia medible. Por ejemplo, un neutrino taquiónico podría escapar de un agujero negro. Si hubiese algún modo de “ver” neutrinos saliendo de un agujero negro (algo ciertamente difícil) tendríamos una prueba extra.

Otra cosa que me gustaría analizar, algo al margen de esto, es el hecho de que si creemos a Feinberg en el hecho de que los taquiones escalares son de stadística fermiónica eso podría tener consecuencias cosmológicas o para el mecanismo de Higgs. Creo que la gente o bienignira ese hecho de los taquiones escalres o bien sencillamente no creen los resultados de Feinberg (aunque yo no termino de ver ningún error en su argumentación).

Entrada original:

Esta tarde a las 4 está anunciado que el experimento de detección de neutrinos OPERA anuncie un resultado que indicaría, a 6.1 sigmas de significación estadística, que los neutrinos son mas veloces que la luz. La conferencia podrá seguirse on-line en diversos sitios, por ejemplo en la correspondiente web del CERN

Detector del experimento OPERA

Este no es el primer resultado experimental que indica que los neutrinos podrían ser mas veloces que la luz. Ya en 2007 otro detector, MINOS, anunció un resultado en esa línea, como puede verse en el correspondiente artículo de Arxiv: Measurement of neutrino velocity with the MINOS detectors and NuMI neutrino beam. El resultado de MINOS tenía un menor valor estadístico que el de OPERA y ha sido muy poco tenido en cuenta.

Ya desde hace tres días se viene discutiendo en la red sobre el resultado de ópera ya que Tommasso Dorigo filtró el resultado en su blog (aunque luego borró la entrada, por presiones de sus superiores, algo que no es la primera vez que hace). La mayoría de los teóricos, como por ejemplo, Lubos Motl, creen que debe existir algún error en la medida. Los motivos son que ha muy buenos argumentos teóricos para pensar que los neutrinos, partículas de spin 1/2, no pueden ser taquiónicos. En su momento puse en este blog una introducción a los taquiones, que podría ser interesante para todos: Taquiones y viajes en el tiempo. En ese post me centro en otros aspectos, pero sigue valiendo como introducción. Si uno coge la ecuación de Klein-Gordon para una partícula de masa imaginaria de spin 0 y la cuantiza entonces comprueba que un taquión de spin 0 se comporta como un fermión y no cómo un bosón, que es lo que corresponde según el teorema de spin-estadística para partículas de spin par mas lentas que la luz. En el mismo artículo original de Feinberg (del año 1966), dónde se acuñó el término taquión, se argumenta que no puede haber taquiones de spin mayor que 0.

Como decía en el otro artículo el Higgs es, antes de la ruptura de simetría, un campo taquiónico. Y los taquiones están en el espectrode la cuerda bosónica (que es un modelo “de juguete, no una teoría pensada como la que describe la realidad) y en la supercuerda. En la teoría de supercuerdas ese taquíón queda rápidamente eliminado del espectro de partículas que realmente pueden aparecer mediante una operador de proyección adecuado. En todos los casos los taquiones son de spin 0. Y hay buenos motivos par pensar que tampoco en la teoría de cuerdas hay resquicio para taquiones de spin mayor. Podéis leer los argumentos en el blog de Lubos en la entrada que tiene respecto a esta noticia: Italian out-of-tune superluminal neutrino opera.

Con tan buenos motivos para ser escépticos respecto al resultado no cabe duda de que se van a mirar con lupa los detalles del experimento. Incluso si al final no se diera con el error experimental y tuviera que admitirse el resultado (de mala gana, y con idea de que probablemente sea de manera provisional) todavía no acabaría ahí la historia. Ya había planteados modelos en los que el resultado se explicaría usando dimensioines adicionales. El neutrino viajaría mas lento que la luz en esas dimensiones, y sólo sería aparentemente mas rápido en las nuestras.

Sin duda se discutirá mucho sobre este resultado, así que no merece la pena alargarse más ahora. De momento el que tenga tiempo y ganas que vea el anuncio en la web del CERN, que seguramente ya allí se empiecen a discutir a fondo los aspectos experimentales.

Como otros anuncios sobre posible nueva física que se ha hecho en este blog recomiendo mucha, mucha cautela. No es necesario añadir que de ser cierto el resultado sería, en cualquiera de sus interpretaciones, totalmente revolucionario. Pero eso, a esperar toca.

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5 comentarios to “El experimento OPERA anunciará hoy el descubrimiento de neutrinos mas rápidos que la luz”

  1. Tom Wood Says:

    Desde los anos ‘90; he sostenido que los neutrinos son cuantos de luz, a pesar de que los “físicos”-matemáticos me han dado hasta con palo. Que son fermiones porque tienen espin semientero…se acoplan mediante la interacción débil…no electromagnética y demás propiedades, que todos conocemos. Mas recientemente que tienen sabores; hay más de tres tipos, ahora que los neutrinos son más rápidos que la luz… No conozco como se puede medir ni siquiera un espin de algo tan especial como un neutrino… eso es teoría indirecta, deducida de otras indirectas, y así de leyes de conservación, que implícitamente son consecuencia de la estructura interna de las partículas, etc. Si ni siquiera podemos separar los quarks… No digo que estas cosas son mentiras; lo que para mi, están mal interpretadas.
    Para mi el principal problema de la física actual; es que no hemos completado nuestro conocimiento sobre la luz, sobre la interacción Luz-Luz débil y fuerte, como las únicas fuerzas que existen en la naturaleza y las demás sus consecuencias, incluso hasta las partículas son consecuencia de electromagnéticos confinados…Por eso es que he creado un modelo a partir de todo esto.
    Sin entrar a explicar completamente mi modelo; les explico rapidito el lugar que ocupan los neutrinos en el, además de las buenas y malas consecuencias, que podría traer los neutrinos electromagnéticos de mi modelo.
    ¿Como pueden afirmar que los neutrinos son mas rápidos que la luz? El método para medir la velocidad de la luz y la velocidad de los neutrinos es tan diferente; que pueden haber introducido las diferencias de velocidades encontradas. Como en un inicio; cuando analizamos una onda de radio, o la luz ordinaria y las comparamos con los cuantos gamma, también diríamos que los cuantos gamma son muy especiales. Sus propiedades no pueden ser medidas de igual forma; por que no interactúan con igual probabilidad con las mismas estructuras de la materia y por lo tanto las mediciones también difieren. Por ejemplo, para que los lectores no se pierdan, nuestro cuerpo absorbe la luz visible pero es trasparente para la radiaciones gamma, a pesar de que ambos son electromagnéticos.
    Para mi; los neutrinos, son cuantos electromagnéticos que se emiten de las desintegraciones hadronicas-leptonicas, y aparecen de los estados cuánticos de la estructura interna de estas partículas. Como mismo sucede cuando un cuanto de luz es emitido o absorbido en el átomo de hidrogeno; es el cuanto de la estructura interna de ese átomo. O un símil mejor; como la radiación alfa(protón), beta(electrón) y gamma(antineutrino) de un núcleo(neutrón) pesado; pero salvando las diferencias…
    Para medir las propiedades electromagnéticas de los neutrinos deberíamos usar una red de difracción del orden de su longitud de onda. Algo así como comprimir hadrones, para formar un cristal de quarks, o crear un cristal leptonico. De esto podríamos calcular su energíacampo y de ahí derivar su energíamasa y después podríamos entender el acople de su energía con las “banda de energía” de la estructura interna de las partículas que los emiten. Quizás esto nos permitiría comprender mejor que tienen hadrones y leptones dentro (casualmente el objetivo de mi modelo); o los quarks. Todo muy difícil pero no imposible.
    Nada de lo descubierto tiene mucha contradicción con mi modelo. Los neutrinos electromagnéticos serian muy especiales porque su frecuencia esta por encima de la de los rayos gammas. Su gran energía los hace tan duros y compactos como una partícula; que funciona como un electromagnético unitario, muy diferente a un fotón ordinario o un tren de onda. Ellos admiten helicidad; lo que encaja con los campos transversales de cuantos electromagnéticos tan duros como ellos y esto se confunde con el espin semientero de los neutrinos; que en mi modelo se asocia con el campo magnético, pero para los electromagnéticos confinados, aunque los neutrinos son cuantos tan duros que puede se la causa del error. Son como la frontera entre los electromagnéticos libres y los confinados (partículas) de mi modelo. Los diferentes sentidos de la helicidad o polaridad de su campo magnético es lo que da existencia a los neutrinos y los antineutrinos. Por lo que esto salva la contradicción, sin dejar de ser cuantos electromagnéticos de los estados de “desintegración” de los hadrones y leptones. Se todo lo que cambia esto a la física, pero ya yo hice el cambio en mi mente y es muy saludable para acoplar las jóvenes teorías con los viejos resultados.
    Sus aplicaciones inmediatas en las telecomunicaciones crearían una revolución y ahorraría miles de millones en infraestructura; por lo que vale la pena invertir en esto, como siempre he dicho, más que otras investigaciones. Imagínense un GPS o un smartphone de neutrinos. ¿Cuantas cosas, como la curvatura de la tierra ya no tendrían sentido? ¿Cuántos satélites, repetidoras, cables submarinos, servidores web…, serian tecnología obsoleta? Pienso que quizás se logre confinar átomos muonicos, o mixtos muonicos-positronicos…, enfriados con micro láseres semiconductores, en el interior de una oblea semiconductora o algo así como una sustancia semiconductora dopada con átomos leptonicos que se confinan con otros láseres no muy tradicionales o emisión inducida de neutrinos; pero interna en la oblea semiconductora, que nos pueda servir de antena y de emisor, todo con una masa de los gramos; lo cual ahorraría billones solamente en infraestructura de telecomunicaciones.
    Una broma; se imaginan nuestros padres los gobiernos y hermanos mayores las corporaciones, ¿como harían para controlar nuestras libertades?, ya no podrían decirnos que hacer con juguetes tan poderosos en nuestras manos. Ahora nos monitorean porque todavía somos “niños irresponsables”, ¿con que moral? Aunque se ve que ni ellos ni nosotros estamos preparados para una revolución tan grande en el campo de las libertades, si ni siquiera lo estamos para una verdadera globalización, tan necesaria, que pueda acabar con las miserias humanas y asumir proyectos científicos mundiales tirados contra el PIB mundial…, La necesaria globalización económica “rompe su simetría” cuando no hay globalización en las políticas planetarias; por esto se convierte en la verdadera causa de toda la crisis, pero ese es otro tema…
    Las malas consecuencias que esto puede traer y lo que hace que un frío me recorra todo el cuerpo, es el uso de los neutrinos en lo militar. Por ejemplo; podríamos poner un cohete donde quisiéramos, porque se reduciría el número de influencias aleatorias de su trayectoria…Imaginen un gobierno hostil con un láser de neutrinos en sus manos… ¡good bye occidente! Bueno por mi bien y el de todos; esperemos que mi modelo, no sea más que la fantasía de un loco exagerado. tomwoodgonzalez@hotmail.com

  2. freelancescience Says:

    Estooo, me tengo que leer con calma tu extenso comentario, pero me parece que mezclas demasiadas cosas, algunas mas o menos razonables, pero otras, así en una lectura rápida me parecen algo desencaminadas.

    Por ejemplo ¿detector de neutrinos individual? Teniendo en cuenta que sean o no taquiónicos siguen interactuando sólo por la nuclear débil y que pasan a través de la materia sólida soi no existiera para cualquier cantidad de neutrinos imaginable que pudiera emitir un aparato que cupiese en un móvil o similar otro móvil detectaría ¿un neutrino al año? ¿menos? ¿y cómo diferenciaría ese neutrino de otros de otras fuentes?

    En fin, ya me leo con calma lo que pones, así como todo lo que vaya saliendo sobre este resultado y si consigo sacar algo en claro que merezca destacarse pondré otra entrada sobre el tema.

  3. Taquiones y viajes en el tiempo « Ciencia DiY Says:

    […] Los que lean este post posiblemente estén interesados en esta entrada sobre el anuncio del experimento OPERA sobre el posible descubrimiento de que los neutrinos viajan mas vel… Like this:LikeBe the first to like this […]

  4. We Vincenzo Says:

    Weei sheldon, no podría ser que la velocidad de la luz sea decreciente en el t y que nuestra actual velocidad de la luz sea inferior a la que actuaría como límite top speed? Quizás estos neutrinos si que tienen como límite de velocidad la antigua velocidad de la luz.. ¿Qué piensas de ello?

  5. freelancescience Says:

    Hola We Vincenzo.

    Hay gente, alguna en el mundo académico (magueijo) y otros mas bien outsiders, que considera posible las teorías con velocidad de la luz variable (teorías VSL) pero no están muy bien aceptados. El problema es que no es tan sencillo como parece medir la velocidad de la luz independientemente de otros factores (no es admimensional) y en cierto modo no tiene un sentido demasiado claro.

    Sin necesidad de recurrir a teorías VSL (que alguno hay que ha hablado de ellas al respecto de estos neutrinos) hay variantes de la idea menos problemáticas conceptualmente. una de ellas es considerar la posibilidad de que los propios fotones tengan una pequeña masa y que por eso ellos mismos no vayan a la velocidad límite posible c (que ahora no sería, claro está, la velocidad de la luz sino un límite absoluto de velocidad inalcanzable para partículas con masa y al que se moverían partículas sin masa. En ese escenario el fotón sería algo mas pesado que el neutrino y por eso iría mas lento. Aviso, es una propuesta que he visto escrita sin analizar los detalles. Antes de darla crédito habría que revisar los posibles límites experimentales que hubiese ahora mismo para la masa del fotón. Otra que se ha propuesto es considerar que el neutrino dentro dela materia se propaga mas rápido que en el vacío por vaya usted a saber que.

    Como puedes imaginar ahora hay mucha gente proponiendo o bien teorías de porque el neutrino podría ser mas rápido que el fotón. Y también hay muchas otras para intentar explicar posibles fuentes de error en el experimento. Algunas de las teorías son mejores, otras peores, pero de esas teorías deben deducirse otras consecuencias que puedan comprobarse experimentalmente y ver lo que pasa.

    Yo ahora no ando muy mal de tiempo libre, así que voy a ver si se me ocurre a mi mismo alguna, y puedo desarrollarla en condiciones ;).

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