Diari de recerca | Tecnologia i enginyeria

7. Els viatges al Japó i l’experiment T2K

07 febrer 2008 | Diari de recerca, Tecnologia i enginyeria

Hola neutrins! L’activitat principal del grup de neutrins de l’IFAE és, en aquests moments, l’experiment T2K (de Tokai a Kamioka). Us he parlat d’aquest experiment al missatge 3 i al missatge 5. Però ara, podem profunditzar-hi una mica més.
Experiment T2K
Aquest és el futur experiment d’oscil·lacions de neutrins al Japó. L’oscil·lació de neutrins és un fenomen d’interferència entre els neutrins mentre aquests es desplacen. Aquesta interferència provoca que els neutrins canviïn la seva naturalesa, o sigui, comencen com a neutrins de tipus muó i acaben com a neutrins de tipus electró (o tau). (Si no us recordeu dels noms de les partícules, llegiu de nou el missatge 2). Això és una mica difícil d’entendre, és com una transmutació, però s’ha observat ja moltes vegades. L’experiment consisteix, per tant, a produir un feix de neutrins molt intens en un punt per a detectar-los diversos cents de kilòmetres més lluny!
I això és el que fem, produïm els neutrins (de tipus muó) en un accelerador en un laboratori del Japó que s’anomena Jaeri (i que està a Tokai, a la costa est de Japó, al nord de Tokio) i els detectem com a neutrins de tipus electró al Superkamiokande. Per a estar segurs que sabem el que produïm, hem de posar un detector de neutrins prop de la producció dels mateixos, el detector ND280 del qual us vaig parlar al missatge 3. 
Reunions al Japó
Com que T2K és una col·laboració de molts països, ens hem de reunir de tant en tant al Japó, per tal de discutir el desenvolupament del projecte i prendre decisions. A més, així sabem que està succeint als diferents grups de treball. Aquestes reunions les fem 3 vegades a l’any, una al Gener, una altra al Maig i l‘altra al Setembre i duren una setmana, més o menys. El viatge des de Barcelona és molt cansat. Primer s’ha de volar a una ciutat europea (Zurich, Frankfurt, Paris,…) i allí agafar un avió que et porta fins a Tokio en 11 hores. Allà s’ha de prendre un autobús que triga dues hores fins a arribar a la ciutat de Tsukba. Aquí s’ha d’agafar un taxi per tal d’arribar al laboratori. Tot plegat són unes 20 hores de viatge des d’un lloc a l’altre! I, a vegades, hi ha reunions que comencen tot just quan tu arribes!
Després et passes la setmana lluitant contra la son (degut a les diferències horàries entre els continents, les reunions comencen a les 11:00 h  de la nit a Barcelona!) degut al jet-lag. Però són reunions molt importants, en les quals es prenen decisions fonamentals i en les quals veiem el procés de les instal·lacions. Hi ha poc temps per a la diversió: dorms, menges i sopes al laboratori i la majoria de les reunions són de treball! Malgrat tot, de tant en tant, ens escapem a Tokio durant 1 dia: és una ciutat fascinant! I una setmana després ja estem volant de tornada a casa.

Estat de l’accelerador al Japó
L’última setmana que vaig estar al Japó ens varen dur a veure la construcció de l’accelerador a Tokai. Aquestes instal·lacions són enormes i suposen un esforç tecnològic considerable.
La construcció va començar fa uns 3 anys i està previst el seu acabament per a finals del 2008. Un accelerador no és més que un tub de buit amb imans i fonts d’ones electromagnètiques que empenten a les partícules (protons, en aquest cas), tal com si fos una taula de surf en una onada!
Si vols seguir el meu viatge al Japó, mira les fotografies que hi ha aquí a sota.
Fins al proper missatge!
Oscil·lació de neutrins.

Aquesta imatge és una oscil·lació de neutrins (els neutrins canvien de naturalesa!). I què vol dir això?

Els neutrins, com totes les partícules, es propaguen en l’espai com una ona. Aquest és un dels aspectes més cridaners de l’anomenada mecànica quàntica i que, a vegades, es defineix com “dualitat ona-partícula”. O sigui, totes les ones són partícules i totes les partícules es comporten com a ones.

Ja sabem que els neutrins són 3 i que tenen massa. Però, el més curiós és que els tres tipus de neutrins que hi ha (electró, muó i tau) no es corresponen amb masses concretes dels neutrins. O sigui, que un neutrí de tipus electró és una barreja de neutrins de masses distintes, i viceversa, un neutrí d’una massa en concret és una barreja de neutrins de diferents tipus. De nou, això  és una propietat que ve de la mecànica quàntica.

Doncs si ara ja sabem això, quan produïm un neutrí de tipus muó, estem produint una proporció de neutrins de diferents masses. Com que tenen massa distinta, viatgen  a velocitats diferents i, per tant, les ones es desplacen amb distintes velocitats. Això ens duu al fenomen de la interferència que, com a les ones normals, canvien el patró de l’ona. En aquest moment, el neutrí (l’ona) ja no és com l’original (o sigui, el muó) i pot interaccionar com a neutrí electró o tau (o sigui, els hi ha canviat el patró de l’ona!).

0 Comentaris

Envieu un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà.