NEUTRINOS Y ANTINEUTRINOS

SINDY LISBET CÁCERESDARKYS GERYELI DEVIA

HISTORIA E INTRODUCCIÓN

1930 el físico Wolfgang Pauli propone una solución para explicar la energía faltante en el decaimiento beta (una nueva partícula)

En 1934 dio el nombre a esta partícula: neutrino que significa en su idioma “mini-neutrón”

Hasta 1957 Frederick Reines y Clyde Cowan establecieron firmemente su existencia por experimentos.

FIG1: El decaimiento beta: Un neutrón se transforma en un protón, emitiendo un electrón y un neutrino.

CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS.

FIG 2: Cuadro conceptual sobre la clasificación de las partículas.

NEUTRINO

Los neutrinos son partículas subatómicas de tipo fermiónico más exactamente un leptón, sin carga y espín ½. Hoy en día (2012), se cree que la masa de los neutrinos es inferior a unos 5,5 eV/c2lo que significa menos de una milmillonésima de la masa de un átomo de hidrógeno.

FUENTES DE NEUTRINOS

Fuentes naturales: En el corazón de las estrellas (sol); En la Tierra entran unos 90.000.000.000.000.000.000.000.000.000 neutrinos cada segundo.

Fuentes artificiales: Las principales fuentes de neutrinos artificiales son las centrales nucleares y en menor medida, los aceleradores de partículas.

TIPOS DE NEUTRINOS

Existen tres tipos de neutrinos asociados a cada una de las familias leptónicas (o sabores): neutrino electrónico ( ), neutrino muónico ( ) y neutrino tauónico ( ) más sus respectivas antipartículas.

Neutrino

Composición Partícula elemental

Familia Fermión

Interacción Débil y Gravedad

Estado descubierta

Símbolo(s) νe , νμ , ντ , νe , νμ, ντ

Antipartícula Antineutrino

Teorizada νe (Neutrino electrónico): 1930,Wolfgang Pauli

νμ (Neutrino muónico): final de los años 40

ντ (Neutrino tauónico): a mediados de los años

70

Descubierta νe: Clyde Cowan y Frederick Reines (1956)

νμ: Leon Lederman, Melvin Schwartz y Jack

Steinberger(1962)

ντ: DONUT collaboration (2000)

Tipos 3: Neutrino electrónico, Neutrino muónico y

Neutrino tauónico

Masa

νe: < 2 eV

νμ: < 190 keV

ντ: < 18,2 MeV1

Carga eléctrica 0 e

Espín

1/2

Hipercarga

débil

-1

FIG. Cuadro resumido sobre las características de los neutrinos.

Fuente: Wikipedia.

ANTINEUTRINOS

Tiene las mismas características del neutrino a excepción de su helicidad ya que esta se presenta en el sentido de las agujas del reloj, contraria a la de los neutrinos.

“Los neutrinos no tiene ninguna interacción con los fotones, razón por la que un neutrino y un antineutrino no se aniquilan al chocar”

FIG: Sentido de rotación de un neutrino y un antineutrino con respecto a la dirección de su movimiento.

TIPOS DE ANTINEUTRINOS

Antineutrino electrónico Antineutrino muónico Antineutrino tauónico

Problema de los neutrinos solares

Discrepancias en la medida de los neutrinos solares que llegaban a la Tierra y lo que el modelo del interior del

Sol predecía.

Modelo Estándar

Los neutrinos no deberían tener masa de acuerdo con la teoría aceptada; esto significa que el tipo de neutrino

queda fijado cuando es producido. El Sol debería emitir solo neutrinos electrónicos producidos por la fusión H-

He.

Observación

Solo una tercera parte del número de neutrinos electrónicos predichos fueron detectados; la oscilación de

neutrinos explica la diferencia pero requiere que los neutrinos tengan masa.

Solución

Los neutrinos tienen masa y debido a ello pueden cambiar de tipo.

OSCILACIÓN DE NEUTRINOSUn neutrino es en realidad una superposición de  los neutrinos de tipo 1 y 2 con sus números cuánticos en fase, como la sondas de tipo 1 y 2 tienen distintas longitudes tras recorrer una cierta distancia se harán un desfase el resultado será un neutrino muonico y  un neutrino tau, nuevas oscilaciones volverán a convertir el neutrino en un neutrino electrónico 

Fig 1. Representación gráfica de las oscilaciones de neutrinos solares.

DETECTOR DE NEUTRINOS

FIG: Detector de neutrinos de Sudbury.

FIG.Gráfica en la que se muestra el funcionamiento del detector de neutrinos.

IMPORTANCIA DE LOS NEUTRINOS

Desempeñan un papel importante en astrofísica y cosmología, sobre todo en la producción de energía en las estrellas y en los mecanismos y emisión de elementos pesados( a partir del Litio) que tiene lugar en la explosión de una supernova y que resultan básicos, por ejemplo, en la composición de muchos planetas entre ellos la Tierra.

Radiación cósmica de fondo

Se cree que, al igual que la radiación de microondas de fondo procedente del Big Bang, hay un fondo de neutrinos de baja energía en nuestro Universo. En la década de 1980 se propuso que éstos pueden ser la explicación de la materia oscura que se piensa que existen en el universo. Los neutrinos tienen una importante ventaja sobre la mayoría de los candidatos a materia oscura: Sabemos que existen. Sin embargo, también tienen problemas graves.

¿Los neutrinos viajan a mayor velocidad que la velocidad de la luz?