Un monstruoso antineutrino se ha estrellado en la Antártida, desencadenando un fenómeno nunca antes visto
El observatorio de neutrinos IceCube ha adquirido otro cuero cabelludo. El antineutrino detectado en 2016 tenía una energía de 6,3 PeV, lo que la convierte en la antipartícula más energética que hemos tenido hasta ahora. Cuando se detectó, el observatorio observó por primera vez en la historia de la física la resonancia de Glashow, es decir, la formación del bosón W durante la colisión de un antineutrino con un electrón, fenómeno predicho hace sesenta años.
IceCube en el Polo Sur. Crédito: Raffaela Busse, IceCube / NSF.
El famoso observatorio de neutrinos en el Polo Sur del Observatorio de Neutrinos IceCube detectó recientemente la llegada de una antipartícula de energía monstruosa. Al final, fue un récord. La antipartícula más enérgica que jamás hayamos visto golpear el hielo antártico. Aunque esta colisión tuvo lugar en 2016, los científicos solo publicaron los resultados en la revista Nature.
Era un antineutrino, el equivalente en antimateria de un neutrino fantasmal, una partícula de masa extremadamente baja. Voló desde el espacio a una velocidad cercana a la de la luz, posiblemente a una distancia asombrosa, para completar el viaje de su vida en el hielo antártico. En algún lugar allí, este antineutrino chocó con un electrón, provocando un chorro de partículas, que luego fue detectado por IceCube.
Ya ha habido varias detecciones similares. Pero esta vez fue un poco diferente. Por primera vez en la historia, los investigadores notaron la presencia de un fenómeno predicho desde hace mucho tiempo, pero nadie lo había visto antes. Fue predicho en 1960 por el físico Sheldon Glashow, co-ganador del Premio Nobel de Física en 1979 (por la teoría de la interacción electrodébil), y luego investigador de posgrado en el Instituto Nórdico Danés de Física Teórica.
Sheldon Glashow.
Crédito: Luboš Motl
Wikimedia Commons.
Según su predicción, la colisión de un antineutrino con una energía suficientemente alta, o más bien puramente monstruosa, con un electrón debería crear un bosón W pesado y de corta duración. Este, junto con el bosón Z, es una partícula elemental mediadora de baja potencia física. fuerza. Glashow se basó entonces en el modelo estándar de física de partículas, y el mecanismo descrito ahora se llama resonancia de Glashow. El propio Glashow todavía está vivo, por lo que ciertamente estaba encantado de ver este fenómeno desde el principio. Al mismo tiempo, es una lujosa confirmación de cómo funciona el modelo estándar.
Para que Glashow resuene, el antineutrino entrante tenía que tener una energía de 6,3 PeV. Esto, por supuesto, supera con creces el rendimiento de los mejores aceleradores de partículas contemporáneos de la Tierra. Es una energía aterradora para tal partícula. En el CERN, calcularon que una partícula con una energía de 1 TeV corresponde aproximadamente a un mosquito en vuelo. 6.3 PeV equivale a 6.300 TeV, por lo que un antineutrino récord transportaba energía de una bandada de 6.300 mosquitos. O la energía de un mosquito claramente hipersónico volando a Mach 8.2.
Diagrama de Feynmann de la resonancia de Glashow. Crédito: ParticleBites.
Debido a la enorme demanda de energía de las partículas, nadie esperaba que en un futuro previsible veamos la resonancia de Glashow en los aceleradores de la Tierra. Sin embargo, los aceleradores espaciales son mucho más potentes, por lo que el Observatorio IceCube podría haber intervenido. Los científicos aún no están seguros de cuál es el acelerador espacial detrás de este monstruoso neutrino, pero lo buscarán.
Video: Tour Polo Sur | Observatorio IceCube Neutrino
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