Nuestros primeros pasos! - VI(Modelo Estandar - Definicion y Partículas)

El NEUTRINO

Después de no haber escrito por ya algún tiempo, hoy, como lo mencionamos en la entrada anterior (El Fotón), hablaremos del Neutrino, una de las partículas más conocidas y que llama mucho la atención a los físicos. (Recomendamos al lector que si, no ha leído las entradas anteriores, definitivamente lo haga, debido a que si no tiene conocimientos previos sobre las partículas, posiblemente no sea de fácil comprensión. Como siempre trataré de escribir de forma que lo entendamos todos de la mejor manera sin, repito, profundizar en el tema)

Esta partícula de la que hablaremos, es un fermión que, como ya habíamos comentado, son las partículas Básicas Constituyentes de la materia. También es un Leptón, por lo tanto, al igual que el electrón, no siente la fuerza nuclear fuerte; Sin embargo, este además no siente la fuerza electromagnética. Pero por que?... Sencillo!!! El Neutrino es una partícula con una carga Neutra y de echo se le concidera con masa practicamente nula. No es que no la tenga, solamente que es tan pequeña que es practicamente despreciable; y para que te des cuenta querido lector de que tan pequeña es, imagina algo tan ligero como aproximadamente una diez milésima parte de la masa del electrón.

En 1930, la desintegración beta, por la cual un neutrón libre (recuerda la entrada sobre él), pasados unos 15 minutos de vida media, se desintegra en un protón y un electrón, se conocía relativamente bien. Sin embargo, algo no encajaba: los principios de conservación de la energía y la cantidad de movimiento no se cumplían. Dicho de otra manera: la energía y la cantidad de movimiento del neutrón eran más grandes que las de el protón y el electrón producidos. Sin embargo, ninguna otra partícula se observaba.

Precisamente por esa razón es que el neutrino fue durante algún tiempo, una partícula indetectable para la tecnología de ese entonces. Wolfgang Pauli, propuso una posible solución: en la desintegración beta se estaba produciendo alguna otra partícula. Una partícula que los científicos no podían ver, pero que se llevaba la energía y el momento que faltaban en la reacción. Esta partícula debía tener una masa minúscula o no tener masa, y no tenía carga.

El echo del por que no podía ser detectada la partícula, repito, es en esencia por ser un fermion del tipo leptónico, Esta partícula "No siente la fuerza nuclear fuerte ni la electromagnética", por lo tanto no es una partícula en la cual, la fuerza que mantiene unidos a los Protones y Neutrones en el núcleo, pueda tener influencia sobre ella y además, sin carga, No la podían desviar con alguna especie de campos eléctricos o magnéticos debido a la ausencia de carga!! Pero bueno... de una manera más técnica podemos contestar la misma pregunta del por que no era detectada si recurrimos a un término que se le conoce como "Sección eficaz". Esto es digamos una probabilidad, una probabilidad de interacción entre partículas. El Neutrino por ejemplo, tiene una sección eficaz muy pero muy reducida; dicho de otra forma: El Neutrino tiene una probabilidad de choque muy, muy baja. Por eso mismo no es tan fácil detectarlo, pasa sin interaccionar con la materia.

Hablando precisamente de esto, un aspecto importante del neutrino es que, nadie lo nota pero exactamente en este momento, mientras lees esta entrada, te atraviesan más o menos unos 200, 000 000 000 000 (docientos billones ) de neutrinos cada segundo. Eso es más o menos unos 70,000 000 000 de neutrinos por segundo en cada centímetro cuadrado en la superficie de la tierra o también unos 90.000.000.000.000.000.000.000.000.000 neutrinos por segundo en toda la superficie de la tierra aproximadamente.

Otro aspecto importante es que para detener la mitad de neutrinos que pudieran entrar en la habitación en la que posiblemente te encuentras ahora mismo, se requiere de una plancha de plomo de más o menos " 1 año luz de espesor". Para quienes no se familiarizan con el término, imaginemos algo como lo siguiente: Pensemos en la posibilidad de que pudieras viajar a la velocidad de la luz; entonces, imagina que en este momento tu sales disparado en cualquier dirección (no importa cual) y viajas durante un año entero medido por ti mismo. Al término del año, te fijas donde estas parado o hasta donde llegaste y mides la distancia recorrida. Si tomamos en cuenta que la velocidad de la luz es aproximadamente 300,000 km/seg. Imaginate ahora viajando a esa velocidad durante un año entero y la distancias que recorras es entonces el espesor de la plancha de plomo. Que piensas de eso eh?

Clyde Cowman y Frederick Reines en 1956 demostraron mediante experimentación que efectivamente existen los neutrinos. Hicieron Incidir un haz de luz sobre agua, notaron la emisión de fotones subsiguiente y aprovaron su existencia.
Los Neutrinos son partículas que poseen "Velocidades Relativistas", esto quiere decir que viajan a velocidades cercanas a las de la luz. A este tipo de partículas se les considera en términos cosmológicos como "Materia Oscura Caliente" Precisamente por poseer velocidades Relativas a la luz.

El neutrino como ya lo hemos comentado con otras partículas, tambièn tiene su "partícula anti" que es el "Anti- Neutrino". De echo, hoy sabemos que la partícula que propuso Pauli para explicar la desintegración de un neutrón en un protón y un electrón(emisión de negatrones) no es un neutrino: es un antineutrino electrónico.
Y por que no? De una buena vez, hablando precisamente de este tema, Es importante saber que no existe únicamente un neutrino sino tres tipos: Uno asociado al electrón y otros dos asociados a otros dos leptones (El muón y el tauón, Dedicaremos una entrada única para cada partícula). Cada neutrino puede tomar parte en las reacciones nucleares en las que aparece su leptón particular.

Por lo tanto, no basta con decir “neutrino”, sino que hay que especificar: existe un neutrino electrónico, un neutrino muónico y un neutrino tauónico (De igual forma existe su contra parte: Una antipartícula para cada uno de los mencionados). Por ejemplo, en la desintegración beta se produce un electrón, de modo que el antineutrino que ahí toma parte tiene que ser un antineutrino electrónico.

Donde la "v" testada simboliza al antineutrino electrónico que estaba en la predicción de Pauli.

Más adelante dedicaremos una o más entradas únicamente para habar de tipos de emisión de partículas; para mi punto de vista es un tema que requiere su tiempo y un interés especial.

Dejaremos esta entrada hasta aquí, pero en la próxima continuaremos hablando de esta misma partícula y de algunos de los aspectos más importantes de esta singular amiga!.Seguramente estimado lector te puedes estar preguntando: Como caramba se forma un neutrino?
Esto y más lo discutiremos en la próxima de las entradas.

Nuestros primeros pasos! -V (Modelo Estandar - Definicion y Partículas)

FOTÓN (CONTINUACIÓN)

Continuamos nuestro viaje a través de la física de Partículas describiendo al modelo estándar, Hablamos del fotón. Comentabamos que el universo para el fotón es algo que no puede experimentar debido a que no presenta cambio desde que es emitido hasta que es absorbido. Además, La distancia que recorrerías entre los dos átomos medida por ti mismo, debido a la contracción de la longitud, sería exactamente cero.

Otro aspecto interesante sobre el fotón es que, a pesar de no tener masa, si pueden modificar la de la fuente de donde es emitido o bien de quien es absorbido. Precisamente la energía del fotón proviene de esa perdida de masa ( En caso de la emisión). Esto por que?... Recordemos al Maestro Einstein y su equivalencia de la masa con la energía, una perdida de masa se ve reflejada como una liberación de energía y viceversa.

El fotón, es un bosón, es el constituyente de la radiación electromagnética y es el intermediario de la interacción electromagnética. Algunos tienen vidas muy largas, por ejemplo, los emitidos por una estrella que viajan durante miles de millones de años por el espacio. Otros, como los que está emitiendo tu cuerpo ahora mismo por el hecho de tener temperatura (fotones infrarrojos) tienen vidas muy cortas: sólo tardan unos 0,00000001 segundos en desaparecer.

Importante es saber que los fotones libres también pueden ser peligrosos, debido a que, por pensar en algo, te acercas a una fogata y empiezas a notar que te calientas, pero si estos fotones infrarrojos tienen una mayor intensidad, lo verás reflejado cuando empiezas a quemarte.Pero llega un momento en el que un fotón tiene tanta energía que no hace falta una gran intensidad para dañarte: a partir de los fotones ultravioletas, cada fotón tiene tanta energía que puede “descolocar” los ácidos nucléicos de tu ADN, provocando un cáncer.

Piensa en todas las operaciones que se llevan a cabo gracias a los fotones: Respirar (Reacciones Químicas) las interacciones con las partículas para que tu puedas ver este articulo, escribir, las reacciones químicas y una infinidad de cosas se llevan a cabo en este momento en todo el universo sin que te des cuenta de lo que pasa. Pero esto sucede por que el fotón tiene una energía practicamente despreciable mas o menos de 0,0000000000000000001 Julios, con esta energía, no podemos ser concientes de que están por ahí como partículas individuales.

Es maravilloso todo aquello en lo que esta involucrado el fotón no? De una u otra manera estamos en contacto con el y mucho de lo que podemos hacer por ejemplo ver, no lo haríamos si este no existiera.

Con esta entrada terminamos el fotón ( A menos de que surga algo nuevo) y en la próxima, hablaremos de una partícula que mencionamos cuando entramos en la vida del neutrón y esta es una de las partículas más misteriosas hasta hoy: El Neutrino.