La Búsqueda De Propiedades De Neutrinos En Exo-200 Revela Los Primeros Resultados

El Observatorio de xenón enriquecido 200 (EXO-200) es un experimento de neutrinos ubicado a 2.150 pies bajo tierra

El Observatorio Enriquecido de Xenón 200 (EXO-200) es un experimento de neutrinos ubicado a 2,150 pies bajo tierra en una cuenca de sal en la Planta Piloto de Aislamiento de Desechos (WIPP). La ubicación subterránea lo aísla de los rayos cósmicos y otras fuentes de radiactividad natural. EXO / WIPP / SLAC

Mientras estudiaban las propiedades de los neutrinos y buscaban un mecanismo llamado “desintegración doble beta sin neutrinos”, los científicos del Enriched Xenon Observatory 200 encontraron con el mayor grado de sensibilidad hasta ahora que los neutrinos se comportan como otras partículas elementales a nivel cuántico.

Menlo Park, California – Los científicos que estudian los neutrinos han descubierto con el mayor grado de sensibilidad hasta el momento que estas misteriosas partículas se comportan como otras partículas elementales a nivel cuántico. Los resultados arrojan luz sobre la masa y otras propiedades del neutrino y prueban la efectividad de un nuevo instrumento que producirá descubrimientos aún mayores en esta área.

El Enriched Xenon Observatory 200 (EXO-200), una colaboración internacional liderada por la Universidad de Stanford y el Laboratorio Nacional Acelerador SLAC del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE), ha comenzado una de las búsquedas más sensibles de un misterioso mecanismo llamado “doble sin neutrinos desintegración beta ”en la que dos neutrinos, actuando como partícula y antipartícula, no emergen del núcleo.

Si se observara esta desintegración, indicaría que los neutrinos tienen una estructura cuántica diferente a la de otras partículas elementales. EXO-200, que es capaz de detectar desintegraciones que ocurren, en promedio, solo una vez cada 10 ^ 25 años (1 cuatrillón de veces la edad del universo), no observó esta desintegración, que constituye la evidencia más fuerte hasta ahora de que los neutrinos se comportan como otras partículas.

“El resultado solo podría haber sido más emocionante si hubiéramos sido golpeados por un golpe de suerte y hubiéramos detectado desintegración doble beta sin neutrinos”, dijo Giorgio Gratta, profesor de física en la Universidad de Stanford y portavoz de EXO-200. “En la región donde se esperaba la desintegración doble beta, el detector registró solo un evento. Eso significa que la actividad de fondo es muy baja y el detector es muy sensible. ¡Es una gran noticia decir que no vemos nada! “

Cámara de proyección de tiempo EXO-200

Este gran recipiente cilíndrico de cobre es la cámara de proyección de tiempo del Enriched Xenon Observatory 200 (EXO-200), la parte del detector que contiene el xenón líquido, isotópicamente enriquecido en xenón-136. La foto muestra la cámara que se inserta en el criostato, lo que mantiene el experimento a temperaturas extremadamente bajas. EXO

EXO-200 ha sido capaz de descartar un resultado previo muy controvertido que afirma haber detectado la desintegración, y también han podido reducir la masa del neutrino a menos de 140 a 380 milésimas de un electronvoltio (la unidad de masa utilizada en física de partículas). A modo de comparación, el electrón minúsculo tiene una masa de aproximadamente 500.000 electronvoltios.

En el corazón de EXO-200 hay un cilindro de pared delgada hecho de cobre extremadamente puro. Está lleno de aproximadamente 200 kilogramos (aproximadamente 440 libras) de xenón líquido y enterrado a 2,150 pies de profundidad en la Planta piloto de aislamiento de desechos (WIPP) del DOE, un lecho de sal de Nuevo México donde se almacenan desechos radiactivos de bajo nivel. El xenón, en particular el isótopo xenón-136, que constituye la mayor parte del xenón en EXO-200, es una de las pocas sustancias que teóricamente puede sufrir la desintegración. La construcción del experimento de materiales extremadamente puros y su ubicación bajo tierra aseguró que todos los demás rastros de radiactividad y radiación cósmica se eliminen o se mantengan al mínimo.

EXO-200 tomará datos durante unos años más y, en el futuro, el equipo espera expandir la técnica a una versión de varias toneladas que sería aún más sensible al observar los procesos físicos casi imperceptibles que se han teorizado.

EXO es una colaboración que involucra a científicos de SLAC, Stanford, la Universidad de Alabama, Universität Bern, Caltech, Carleton University, Colorado State University, University of Illinois Urbana-Champaign, Indiana University, UC Irvine, ITEP (Moscú), Laurentian University, la Universidad de Maryland, la Universidad de Massachusetts – Amherst, la Universidad de Seúl y la Technische Universität München. Esta investigación fue apoyada por DOE y NSF en los Estados Unidos, NSERC en Canadá, SNF en Suiza y RFBR en Rusia. Esta investigación utilizó recursos del Centro Nacional de Computación Científica de Investigación Energética (NERSC).

Imágenes: EXO / WIPP / SLAC; EXO

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