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lunes, 17 de octubre de 2011

¿Está el error del experimento de los neutrinos en los relojes?

Hace unas semanas, físicos del CERN enviaron haces de neutrinosdesde un acelerador de partículas, en la frontera franco-suiza, al detector Gran Sasso, en los Apeninos, a 730 kilómetros de distancia. Bajo 1.400 metros de roca sólida, que evita distorsiones de rayos cósmicos y señales terrestres, los neutrinos viajaron más rápido que la luz; llegaron exactamente unos 60 nanosegundos antes. Algo absolutamente asombroso que parecía poner patas arriba la teoría de la relatividad. El experimento, conocido como OPERA, provocó una ola de entusiasmo entre la comunidad científica y llamó la atención en todo el mundo. Sin embargo, son muchos los investigadores convencidos de que debe de haber un error, de que algo se les ha tenido que pasar por alto a los científicos del CERN. Desde que el experimento se dio a conocer, han aparecido más de 80 artículos en arXiv tratando de desacreditar o explicar el efecto. El último de estos artículos, firmado por Ronald van Elburg, de la Universidad de Groningen (Holanda), cree tener la clave del error y presenta un argumento interesante. La relatividad especial y el movimiento de los relojes abordo de los satélites GPS que midieron el proceso tienen la clave.

Según explica Technology Review, el científico ha tenido en cuenta, para empezar, la distancia y el tiempo empleados en el experimento. La posición de la producción de neutrinos en el CERN es bastante fácil de medir con GPS. El Laboratorio de Gran Sasso, la «meta» de los neutrinos, resulta algo más difícil de ubicar, debido a que está enterrado a un kilómetro bajo una montaña. Sin embargo, el equipo de OPERA estableció que la distancia entre los dos puntos es de 730 km con un margen de error de 20 cm como máximo.

Medir el tiempo de vuelo de los neutrinos ya es otra cuestión. Los científicos del CERN han señalado que pueden evaluar con precisión el instante en que se crean los neutrinos y el instante en el que se detectan usando relojes en ambos extremos. Pero, lógicamente, hay que mantener los relojes de ambos extremos exactamente sincronizados. Para ello, el equipo utilizó satélites GPS, cada uno emitiendo una señal temporal de alta precisión desde una órbita a unos 20.000 km de altura. Esto introduce una serie de complicaciones adicionales que el equipo tuvo que tener en cuenta, tales como el tiempo de viaje de las señales GPS hasta el suelo.

Pero es aquí precisamente donde Van Elburg estima que hay un efecto que el equipo de OPERA pudo haber pasado por alto: el movimiento relativista de los relojes GPS. En este caso, hay dos marcos de referencia: el experimento en tierra y los relojes en órbita. Estas sondas orbitan de oeste a este en un plano inclinado de 55 grados respecto al ecuador, un ángulo alineado con la ruta de los neutrinos. Desde el punto de vista del reloj en un satélite GPS, las posiciones de la fuente y el detector de neutrinos están cambiando. «Desde la perspectiva del reloj, el detector se mueve hacia la fuente y, por lo tanto, la distancia recorrida por las partículas observada desde el reloj es más corta», dice Van Elburg.

Reforzar a Einstein

Van Elburg cree que el equipo del CERN pasó esto por alto y calcula que este efecto podría haber provocado que los neutrinos llegasen 32 nanosegundos antes. Pero esto debe duplicarse, dado que se genera el mismo error en cada extremo del experimento. Por lo que la corrección total es de 64 nanosegundos, casi exactamente lo que observó el equipo de OPERA.

Esta teoría todavía debe ser revisada por otros científicos, especialmente por los responsables del experimento de los neutrinos. Si se confirma que Van Elburg tiene razón, el experimento no solo no rompería con la Teoría de la Relatividad de Einstein sino que, por el contrario, sería una confirmación de la misma.

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