[Curiosidad] El acojonante mundo de los detectores de Neutrinos

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Existen en este planeta unas instalaciones, que parecen sacadas de la guarida de un mega-villano de película de espías. Complejos e inmensos, los detectores de neutrinos necesitan unas condiciones especiales para poder funcionar. Pilla bata blanca y casco mi más avanzado/a forocochera/o y entremos a las entrañas de la tierra en este hilo.





¿Para qué sirve un detector de neutrinos? efectivamente, para detectar neutrinos. Por lo tanto la pregunta es ¿qué es un neutrino?, voy a intentar contarlo de la mejor manera posible, pero si algún físico que lea este hilo ve que me equivoco o puede dar una mejor definición, por favor, que me corrija.

Un neutrino es una partícula subatomica, sin carga, fruto de la desintegración del neutrón. Un neutrón se transforma en un protón o en un electrón y en el proceso suela un neutrino (o un antineutrino). Los neutrinos tienen unas propiedades muy interesantes, viajan casi a la velocidad de la luz, desde 2016 gracias a los detectores de neutrinos, se sabe que tienen masa, pero es tan increíblemente pequeña que es como si no tuviesen. Gracias a eso, las fuerzas electromagnéticas no le afectan, pero si un poco las gravitatorias y la fuerza nuclear débil.

Con estas propiedades, viajan por el espacio casi en línea recta atravesando todo, porque su masa es tan despreciable que no interacciona con prácticamente nada a su paso. Ahora mismo estás siendo atravesado por millones de neutrinos sin que te afecte. Esto nos viene genial a los humanos para saber de donde proceden y que estaba sucediendo en el momento de salir disparados.

Ahora viene el problema ¿si no interaccionan con nada como podemos detectarlas? porque como te puedes imaginar, son jodidamente escurridizas.



Los detectores


Hay varios tipos de detectores, todos basados en líquidos con diferentes elementos químicos que reaccionan al paso de los neutrinos. Los primeros fueron los centelleadores, basados en cloruro de cadmio, los siguientes fueron los radioquímicos basados en cloro-37 y por último tenemos los basados en el efecto cherenkov, la famosa luz azul de las centrales nucleares, cuando una partícula viaja más rápido que la luz dentro del agua.




Además de los que usan líquido, existen de otro tipo con calorímetros de placas sólidas, que absorben los neutrinos.

En cualquier caso, la sensibilidad de estos detectores es altísima y para evitar interacciones de otras emisiones, los entierran bajo tierra a muchísima profundidad, donde solo puede llegar un neutrino inalterado.



Super-Kamiokande


Los japoneses Kamiokande y Super-Kamiokande, así como el futuro Hiper-Kamiokande, son del tipo cherenkov.
Esta construido a unos 1.000 metros bajo el monte Kamioka. El Super-Kamiokande es un gigantesco cilindro de 40 metros de alto por 37 de ancho, con una capacidad de 50.000 toneladas de agua pura, rodeado de 13.000 detectores (fotomultiplicador). En él se han dado fantásticos resultados y se pudo comprobar en 2016 que efectivamente, el neutrino tenía masa, todo un salto de gigante en la ciencia.






Las imágenes resultantes cuando un solo neutrino impacta son así:






Ubicación del detector:




Las imágenes previas son casi vacío para comprobar los detectores, así se ve a punto de estar lleno:






Sudbury Neutrino Observatory (SNO)


Otro espectacular es el Sudbury, situado en Ontario, Canadá, es la esfera con la que iniciaba este hilo. Es la construcción subterránea más profunda del mundo. Se aprovechó una mina de carbón existente para poder construir el detector a 2073 metros de profundidad.

Fundamentalmente estudia los neutrinos solares. Usa agua pesada para funcionar y el método de detección también es por cherenkov. El director del experimento ganó el premio nobel de física en 2015, junto con su homólogo japones del Super-Kamiokande, por descubrir la oscilación de los neutrinos.






Así es como se ve una detección:




Interior:







Borexino - Laboratori Nazionali del Gran Sasso


Situado a 1,4 kilómetros de profundidad dentro de la montaña Gran Sasso, en el centro de Italia. Este detector es también una esfera pensada para los neutrinos solares. Concretamente para saber como se producen las fusiones nucleares del centro del sol.

Su método de detección es del tipo centelleador-calorímetro, usando una disolución de galio.








Mapa de todos los experimentos del Laboratori Nazionali del Gran Sasso, incluido el Borexino.







IceCube Neutrino Observatory


Este detector se encuentra en la Antártida, cerca de la estación Admunsen Scott. En vez de perforar la tierra con todo el equipo, lo que se ha hecho es perforar tubos en el hielo (usando agua caliente) para colgar cables con los detectores entre los 1.400 y 2.800 metros de profundidad. De esta forma, tienes una imagen tridimensional más completa de la detección.

Si lo he entendido bien, los detectores están encapsulados en una solución de boro. Una vez que la cuerda con los detectores está desplegada, se rellena con agua y al congelarse, se quedan totalmente fijos. Es del tipo cherenkov.






Uno de los detectores encapsulado:








Imagen de las detecciones:








MINOS y NuMI


Ambos son un experimento hecho entre Chicago y Minnesota respectivamente. NuMI lanza un chorro de neutrinos y MINOS lo detecta. Lo asombroso (aunque a estas alturas del hilo ya no tanto) es que el chorro de neutrinos no va por el aire, sino que atraviesa la corteza de la tierra a unos 10 kilómetros de profundidad sin problema.

MINOS es un detector lineal de 36 metros de largo que pesa 980 toneladas. Usa el metodo centelleador-calorimetro por registro en placa solida. Cada placa está hecha de acero y plástico, por lo que su uso abarata muchísimo los costes en cada detección.

NuMI del Fermilab es el lanzador de neutrinos.











DUNE - Deep Underground Neutrino Experiment


Algo parecido al anterior, es el que se está construyendo y que se espera que esté terminado para 2026, llamado DUNE. Usando el mismo lanzador de neutrinos del Fermilab, el DUNE realizará experimentos usando una cámara de argón líquido. Esta situado a 1,5 kilometros de profundidad y los neutrinos penetrarar 30 kilómetros bajo la tierra.









Hay muchos más, pero no quería hacer un hilo muy largo. Todo un mundo increíble de ciencia en las profundidades que nos ayuda a entender la materia y el origen del universo.



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Si te ha gustado, deja un comentario para upear el hilo y que más gente pueda leerlo.


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aladin
ForoCoches: Miembro
#3
Muy interesante 👍
conejodelhuevo
ForoCoches: Miembro
#4
Es la punta de lanza de la ciencia y la tecnologia.

Solo las personas mas inteligentes son capaces de crear algo semejante, y aportar tantisimo a la humanidad.

es un placer ver este tipo de hilos, gracias
Mr.Flantastico
#5
Joder eres un crack shur, menudos hilados te marcas, siempre me tienes pendiente, gracias por la mención, feliz fin de semana
3000GTVR4
ForoCoches: Miembro
#6
Pillo neutrino
Bigmuskie
ForoCoches: Miembro
#7
Muy chulo shur, una pequeña puntualización, la radiación de Cherenkov solo se da con partículas cargadas más veloces que la luz en el medio no con cualquier partícula más veloz
Polemixto_54
ForoCoches: Miembro
#8
¿Los neutrinos viajan más rápido que la velocidad de la luz, y encima bajo el agua?

Creia que nada podía viajar más rápido que la velocidad de la luz
®Markitos®
.
#9
El cristo que hay que preparar para detectar algo tan pequeño.
Batusi
ForoCoches: Miembro
#10
Pillo sitio para despues
Batusi
ForoCoches: Miembro
#11
Cita de Polemixto_54
¿Los neutrinos viajan más rápido que la velocidad de la luz, y encima bajo el agua?

Creia que nada podía viajar más rápido que la velocidad de la luz

No he leido aun el hilo pero escuche que fue un error de medida.
Bigmuskie
ForoCoches: Miembro
#12
Cita de Polemixto_54
¿Los neutrinos viajan más rápido que la velocidad de la luz, y encima bajo el agua?

Creia que nada podía viajar más rápido que la velocidad de la luz
la velocidad de la luz solo es insuperable en el vacío, en cualquier otro medio puede ser superada
gomeeez
ForoCoches: Miembro
#13
Pero cual es el fin, cual es la utilidad?
eldelbar92
Premium ✔️ Verificado ☑️
#14
5 estrelas amigo, como siempre
Tikillos
No mulime!
#15
Me encanta esta temática. Gran hilo shur, mis dieses!
mothafucka
ForoCoches: Miembro
#16
Es increíble lo que el ser humano puede hacer
master fucker
ForoCoches: Miembro
#17
Muy interesante shur!
Tenacitas
*************
#18
Sitio
Ferdegas31
ForoCoches: Usuario
#19
Muy interesante, como siempre. Y que hambre me ha entrado cago en todo
DoctorCienlo
ForoCoches: Miembro
#20
Buen hilo shur, da gusto leer algo que no sea mierda sobre el rubius o la isla de las tentaciones
BPT
not here today
#21
Espectacular hilo

Cita de MX5
Super-Kamiokande

Los japoneses Kamiokande y Super-Kamiokande, así como el futuro Hiper-Kamiokande, son del tipo cherenkov.
Esta construido a unos 1.000 metros bajo el monte Kamioka. El Super-Kamiokande es un gigantesco cilindro de 40 metros de alto por 37 de ancho, con una capacidad de 50.000 litros de agua pura, rodeado de 13.000 detectores (fotomultiplicador). En él se han dado fantásticos resultados y se pudo comprobar en 2016 que efectivamente, el neutrino tenía masa, todo un salto de gigante en la ciencia.
Aquí te has comido 3 ceros.
Andreas
ForoCoches: Miembro
#22
Muy interesante!!!

Como los churros tenga la mitad de calidad que tus hilos,os forrais!!!!!
MX5
Algo nuevo bajo el sol
#23
Cita de BPT
Espectacular hilo



Aquí te has comido 3 ceros.
Ah si, lo he puesto mal
Bradleyy
ForoCoches: Miembro
#24
Cita de gomeeez
Pero cual es el fin, cual es la utilidad?

Avanzar en el conocimiento de la fisica de particulas. Es investigacion pura y dura.



No soy fisico ni un experto ni mucho menos, pero hasta donde yo se no es tan facil como que un neutron se convierta en un proton un electron y un neutrino, la fisica que hay detras es compleja y esta en continua investigacion.
MX5
Algo nuevo bajo el sol
#25
Cita de Andreas
Muy interesante!!!

Como los churros tenga la mitad de calidad que tus hilos,os forrais!!!!!

Te aseguro que tienen muchísima más calidad que los hilos jajaja. Llevamos 2 años trabajando por sacar adelante el proyecto y tener un producto de gran calidad.


Muchas gracias shur
Ozarks
#26
50.000 litros un cilindro de 40x36? lol

162.000 metros cúbicos ..
JJhon25
ForoCoches: Miembro
#27
five stars
cuNii
ForoCoches: Miembro
#28
Cita de MX5
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Existen en este planeta unas instalaciones, que parecen sacadas de la guarida de un mega-villano de película de espías. Complejos e inmensos, los detectores de neutrinos necesitan unas condiciones especiales para poder funcionar. Pilla bata blanca y casco mi más avanzado/a forocochera/o y entremos a las entrañas de la tierra en este hilo.





¿Para qué sirve un detector de neutrinos? efectivamente, para detectar neutrinos. Por lo tanto la pregunta es ¿qué es un neutrino?, voy a intentar contarlo de la mejor manera posible, pero si algún físico que lea este hilo ve que me equivoco o puede dar una mejor definición, por favor, que me corrija.

Un neutrino es una sub-partícula sin carga, fruto de la desintegración del neutrón. Un neutrón se transforma en un protón o en un electrón y en el proceso suela un neutrino (o un antineutrino). Los neutrinos tienen unas propiedades muy interesantes, viajan casi a la velocidad de la luz, desde 2016 gracias a los detectores de neutrinos, se sabe que tienen masa, pero es tan increíblemente pequeña que es como si no tuviesen. Gracias a eso, las fuerzas electromagnéticas no le afectan, pero si un poco las gravitatorias y la fuerza nuclear débil.

Con estas propiedades, viajan por el espacio casi en línea recta atravesando todo, porque su masa es tan despreciable que no interacciona con prácticamente nada a su paso. Ahora mismo estás siendo atravesado por millones de neutrinos sin que te afecte. Esto nos viene genial a los humanos para saber de donde proceden y que estaba sucediendo en el momento de salir disparadas.

Ahora viene el problema ¿si no interaccionan con nada como podemos detectarlas? porque como te puedes imaginar, son jodidamente escurridizas.



Los detectores


Hay varios tipos de detectores, todos basados en líquidos con diferentes elementos químicos que reaccionan al paso de los neutrinos. Los primeros fueron los centelleadores, basados en cloruro de cadmio, los siguientes fueron los radioquímicos basados en cloro-37 y por último tenemos los basados en el efecto cherenkov, la famosa luz azul de las centrales nucleares, cuando una partícula viaja más rápido que la luz dentro del agua.




Además de los que usan líquido, existen de otro tipo con calorímetros de placas sólidas, que absorben los neutrinos.

En cualquier caso, la sensibilidad de estos detectores es altísima y para evitar interacciones de otras emisiones, los entierran bajo tierra a muchísima profundidad, donde solo puede llegar un neutrino inalterado.



Super-Kamiokande


Los japoneses Kamiokande y Super-Kamiokande, así como el futuro Hiper-Kamiokande, son del tipo cherenkov.
Esta construido a unos 1.000 metros bajo el monte Kamioka. El Super-Kamiokande es un gigantesco cilindro de 40 metros de alto por 37 de ancho, con una capacidad de 50.000 litros de agua pura, rodeado de 13.000 detectores (fotomultiplicador). En él se han dado fantásticos resultados y se pudo comprobar en 2016 que efectivamente, el neutrino tenía masa, todo un salto de gigante en la ciencia.






Las imágenes resultantes cuando un solo neutrino impacta son así:






Ubicación del detector:




Las imágenes previas son casi vacío para comprobar los detectores, así se ve a punto de estar lleno:






Sudbury Neutrino Observatory (SNO)


Otro espectacular es el Sudbury, situado en Ontario, Canadá, es la esfera con la que iniciaba este hilo. Es la construcción subterránea más profunda del mundo. Se aprovechó una mina de carbón existente para poder construir el detector a 2073 metros de profundidad.

Fundamentalmente estudia los neutrinos solares. Usa agua pesada para funcionar y el método de detección también es por cherenkov. El director del experimento ganó el premio novel de física en 2015, junto con su homólogo japones del Super-Kamiokande, por descubrir la oscilación de los neutrinos.






Así es como se ve una detección:




Interior:







Borexino - Laboratori Nazionali del Gran Sasso


Situado a 1,4 kilómetros de profundidad dentro de la montaña Gran Sasso, en el centro de Italia. Este detector es también una esfera pensada para los neutrinos solares. Concretamente para saber como se producen las fusiones nucleares del centro del sol.

Su método de detección es del tipo centelleador-calorímetro, usando una disolución de galio.








Mapa de todos los experimentos del Laboratori Nazionali del Gran Sasso, incluido el Borexino.







IceCube Neutrino Observatory


Este detector se encuentra en la Antártida, cerca de la estación Admunsen Scott. En vez de perforar la tierra con todo el equipo, lo que se ha hecho es perforar tubos en el hielo (usando agua caliente) para colgar cables con los detectores entre los 1.400 y 2.800 metros de profundidad. De esta forma, tienes una imagen tridimensional más completa de la detección.

Si lo he entendido bien, los detectores están encapsulados en una solución de boro. Una vez que la cuerda con los detectores está desplegada, se rellena con agua y al congelarse, se quedan totalmente fijos. Es del tipo cherenkov.






Uno de los detectores encapsulado:








Imagen de las detecciones:








MINOS y NuMI


Ambos son un experimento hecho entre Chicago y Minnesota respectivamente. NuMI lanza un chorro de neutrinos y MINOS lo detecta. Lo asombroso (aunque a estas alturas del hilo ya no tanto) es que el chorro de neutrinos no va por el aire, sino que atraviesa la corteza de la tierra a unos 10 kilómetros de profundidad sin problema.

MINOS es un detector lineal de 36 metros de largo que pesa 980 toneladas. Usa el metodo centelleador-calorimetro por registro en placa solida. Cada placa está hecha de acero y plástico, por lo que su uso abarata muchísimo los costes en cada detección.

NuMI del Fermilab es el lanzador de neutrinos.











DUNE - Deep Underground Neutrino Experiment


Algo parecido al anterior, es el que se está construyendo y que se espera que esté terminado para 2026, llamado DUNE. Usando el mismo lanzador de neutrinos del Fermilab, el DUNE realizará experimentos usando una cámara de argón líquido. Esta situado a 1,5 kilometros de profundidad y los neutrinos penetrarar 30 kilómetros bajo la tierra.









Hay muchos más, pero no quería hacer un hilo muy largo. Todo un mundo increíble de ciencia en las profundidades que nos ayuda a entender la materia y el origen del universo.




Paz y prosperidad.




P.D:


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Un par de puntualizaciones.

Un neutrino es una partícula, no una subpartícula (no existen). Te has confundido con partícula subatómica (el neutrino es una de ellas).

El neutrino no surge exactamente de la desintegración de un neutrón, sino de la del protón. Es un proceso denominado desintegración beta. Básicamente el neutrón se desintegraría en un protón, un electrón (que compensa la carga eléctrica por conservación de la misma) y un antineutrón (para conservar el número de partículas de materia/antimateria). Con el protón es al contrario, ya que cede su carga a un positrón (que es antimateria), un neutrón y un neutrino.

Añadiría también que se tienen que construir los detectores en lugares tan profundos (a km de profundidad) para que sólo puedan llegar a él los neutrinos, evitando así falsas detecciones, ya que el resto de partículas chocan antes con los km de tierra que hay encima.

Un saludo, gran trabajo
pisobronKo
ForoCoches: Miembro
#29
Una cosa os digo hijosdeputa,el ser humano es increíble.
gonke
Miembro Honorífico
#30
muy interesante shur, como siempre

Le echaré un ojo a esos churros!
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