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Luisa AchaerandioIgnacio CrespoFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetexperimento xenon nt detecta materia oscuraxenón líquido para detectar partículaspartícula de materia oscura xenon ntinteracción débil quark xenónátomos de xenón líquido detectordetección de partículas en xenon ntchorro de luz en detector xenónionización del senón líquidoseñal lenta en experimento xenon ntcolisión elástica neutrino electrónscattering de neutrinos en xenon ntseñal doble producida por xenónseñal primaria s1 en xenon ntionización de átomos de xenóncadena de ionización y señal s2detectores laterales en experimento xenon ntelectrones liberados experimento xenon ntseñal adicional gas xenon ntsuperficie del líquido señalXenon NTFrancis VillatoroTierra10 toneladas3.5 toneladas140 kVLux ZeppelinLuke ZeppelinArchivePhysical Review LettersSupercambio CANDEcadena PPbenilio 8Ciclo CNOHéctor SocasCobalto 57HiggsQuark topGastón Giribet
Átomos de xenón líquido detector
Ep569: Roman Telescope; Neurología; Materia Oscura; Principio de Equivalencia en Cuántica
3 de septiembre de 20269 momentos
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Francis Villatoro explica el funcionamiento del experimento Xenon NT, detallando cómo una partícula de materia oscura podría impactar contra átomos de xenón líquido en el detector.
…un gisino supersimétrico como explicación natural y tú decías, pero vamos a ver si el artículo es prácticamente el mismo. O sea que probablemente se ayudaron también con IA a la hora de escribirlo tan rápido; fue todo súper rápido. Bueno, ¿cuál es la noticia? La noticia tiene como dos prismas en los que tenemos que ver el tema. Estamos hablando de un experimento que es uno de los grandes detectores, si no el más grande detector directo de materia oscura. Utiliza xenón, xenón líquido, y básicamente la idea es que una partícula de materia oscura, del halo galáctico, cuando la Tierra se mueve a través del halo galáctico en su Órbita, esa partícula de materia oscura incide contra uno de los átomos de xenón del detector. Hay toneladas de xenón líquido en el detector, y entonces puede incidir de dos maneras: puede incidir contra el núcleo, en realidad contra un nucleón, por lo tanto un neutrón, en realidad contra un quark, mediante interacción débil. Choca esa partícula de materia oscura contra ese quark, eso hace que ese átomo de xenón se mueva un poquito, se mueva su nube electrónica y se Pierdan un par de electrones o más y generan unas cadenas en el detector, que son como pequeños chorros de electrones; se van ionizando a otros átomos de xenón y eso produce como un chorro de luz que acaba en un detector que se encuentra en la. Esto es un recipiente cilíndrico y tiene detectores en la superficie, digamos circular que lo rodea, pero también en la parte superior. Entonces se produce un chorro de luz que acaba incidiendo arriba; esto suele ser por ionización del senón líquido, entonces aparece una señal, y esa señal es más lenta que una señal alternativa que aparece cuando ese electrón. porque claro, el scattering, la colisión entre el neutrino y un electrón o el neutrino y un núcleo es elástica. Es decir, el neutrino pierde un poco de energía pero no se desintegra, no desaparece en esa colisión sino que pasa, golpea y continúa como si fuera una bola de billar que ha chocado contra otra. Eso mueve esos átomos de xenón y produce esa doble señal, produce electrones, se pierden electrones que generan una señal por fotoexcitación o electroexcitación, excitan a átomos de xenón vecinos que se desexcitan sacando un chorro de fotones que están básicamente en una otra boleta y que se dirige básicamente a los laterales del recipiente, es decir, a los detectores que se encuentran en los laterales del recipiente. esa es la señal primaria, la S1, esa señal es muy rápida y después con un poquito de retraso también aparecen electrones que lo que hacen no es excitar sino ionizar, ionizan a otros átomos de xenón que van produciendo una cadena por ionización va perdiendo un electrón entonces ese electrón sale y hay una cadena de ir ionizando uno a otro que eso genera otro chorro de luz más lento que acaba llegando a la superficie del líquido. El líquido en la parte superior no rellena todo el recipiente, sino que tiene una zona de senón gaseoso. Si eso a cadena de electrones, el electrón llega a la superficie del líquido, pues produce una señal en el gas que también se detecta. La S2, o sea que tenemos la señal S1 y la señal S2. La señal S2 es más lenta, por lo tanto ocurre después; hay un retraso entre ambas señales. Entonces yo puedo, por la posición de los detectores que han recibido la señal, determinar en un plano XY más o…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica el funcionamiento del experimento Xenon NT, detallando cómo una partícula de materia oscura podría impactar contra átomos de xenón líquido en el detector.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1experimento xenon nt detecta materia oscuraxenón líquido para detectar partículaspartícula de materia oscura xenon ntinteracción débil quark xenónátomos de xenón líquido detectordetección de partículas en xenon ntchorro de luz en detector xenónionización del senón líquidoseñal lenta en experimento xenon ntcolisión elástica neutrino electrónscattering de neutrinos en xenon ntseñal doble producida por xenónseñal primaria s1 en xenon ntionización de átomos de xenóncadena de ionización y señal s2detectores laterales en experimento xenon ntelectrones liberados experimento xenon ntseñal adicional gas xenon ntsuperficie del líquido señal…un gisino supersimétrico como explicación natural y tú decías, pero vamos a ver si el artículo es prácticamente el mismo. O sea que probablemente se ayudaron también con IA a la hora de escribirlo tan rápido; fue todo súper rápido. Bueno, ¿cuál es la noticia? La noticia tiene como dos prismas en los que tenemos que ver el tema. Estamos hablando de un experimento que es uno de los grandes detectores, si no el más grande detector directo de materia oscura. Utiliza xenón, xenón líquido, y básicamente la idea es que una partícula de materia oscura, del halo galáctico, cuando la Tierra se mueve a través del halo galáctico en su Órbita, esa partícula de materia oscura incide contra uno de los átomos de xenón del detector. Hay toneladas de xenón líquido en el detector, y entonces puede incidir de dos maneras: puede incidir contra el núcleo, en realidad contra un nucleón, por lo tanto un neutrón, en realidad contra un quark, mediante interacción débil. Choca esa partícula de materia oscura contra ese quark, eso hace que ese átomo de xenón se mueva un poquito, se mueva su nube electrónica y se Pierdan un par de electrones o más y generan unas cadenas en el detector, que son como pequeños chorros de electrones; se van ionizando a otros átomos de xenón y eso produce como un chorro de luz que acaba en un detector que se encuentra en la. Esto es un recipiente cilíndrico y tiene detectores en la superficie, digamos circular que lo rodea, pero también en la parte superior. Entonces se produce un chorro de luz que acaba incidiendo arriba; esto suele ser por ionización del senón líquido, entonces aparece una señal, y esa señal es más lenta que una señal alternativa que aparece cuando ese electrón. porque claro, el scattering, la colisión entre el neutrino y un electrón o el neutrino y un núcleo es elástica. Es decir, el neutrino pierde un poco de energía pero no se desintegra, no desaparece en esa colisión sino que pasa, golpea y continúa como si fuera una bola de billar que ha chocado contra otra. Eso mueve esos átomos de xenón y produce esa doble señal, produce electrones, se pierden electrones que generan una señal por fotoexcitación o electroexcitación, excitan a átomos de xenón vecinos que se desexcitan sacando un chorro de fotones que están básicamente en una otra boleta y que se dirige básicamente a los laterales del recipiente, es decir, a los detectores que se encuentran en los laterales del recipiente. esa es la señal primaria, la S1, esa señal es muy rápida y después con un poquito de retraso también aparecen electrones que lo que hacen no es excitar sino ionizar, ionizan a otros átomos de xenón que van produciendo una cadena por ionización va perdiendo un electrón entonces ese electrón sale y hay una cadena de ir ionizando uno a otro que eso genera otro chorro de luz más lento que acaba llegando a la superficie del líquido. El líquido en la parte superior no rellena todo el recipiente, sino que tiene una zona de senón gaseoso. Si eso a cadena de electrones, el electrón llega a la superficie del líquido, pues produce una señal en el gas que también se detecta. La S2, o sea que tenemos la señal S1 y la señal S2. La señal S2 es más lenta, por lo tanto ocurre después; hay un retraso entre ambas señales. Entonces yo puedo, por la posición de los detectores que han recibido la señal, determinar en un plano XY más o…
Francis Villatoro explica cómo las colisiones entre neutrinos o partículas de materia oscura con átomos de xenón permiten explorar detectores diseñados originalmente para estudiar partículas masivas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #6colisiones neutrino átomos de xenóndetectores estudio partículas winninteracción débil masas atómicasenergía comparable masa átomocolisiones con pocos kiloelectrón voltiospartículas y electrones materia oscuraxenon nt detectores materia oscuradetector futuro xenon nt y lzinteracción partícula núcleo a 140 kvescala baja energía en detectores…que yo recibo, eso me permite también estimar la cantidad de líquido que yo he cruzado, que han cruzado esos fotones o esos electrones y eso me permite determinar la energía acumulada, la energía que ha recibido el objeto que ha recibido la colisión. ¿Vale? El neutrino o la partícula de materia oscura pueden haber colisionado con un electrón o con un núcleo de esos átomos de Zeno. Entonces, la colisión entre esa partícula de materia oscura o ese neutrino contra electrones nos permite explorar en este tipo de detectores que originalmente se diseñaron para estudiar partículas Winn, para partículas masivas que interaccionan en la escala de energía de la interacción débil y que tienen masas del orden de las masas atómicas, pues entre un giga electronvoltio y un tera electronvoltio, mil giga electronvoltios, es decir, una energía comparable a la masa de un átomo, un átomo ligero o de un átomo pesado. Pero usando también la interacción entre esas partículas y los electrones yo puedo explorar el otro extremo, un extremo de muy poca energía, colisiones que tienen muy poquita energía, de pocos kiloelectrón voltios y esa región pues me permite estudiar candidatos a partidos de materia oscura que tengan masas pues mucho menores que lo que es la masa de un átomo y de hecho mucho menores que recordar que un electrón tiene una masa de 500.000 electrón voltios, es decir, de 500 kiloelectrón voltios y aquí estamos hablando de masas del orden de pocos kiloelectrón voltios. Bien, uno de los objetivos de estos grandes detectores de materia oscura, tanto Xenon NT como LZ, Lux Zeppelin, L-U-X-Z-E-P-L-I-N, que eran dos detectores separados que se unieron para montar este detector más grande; en el futuro, el futuro va a ser. Un nuevo detector futuro en el que se unirán Xenon con este, con LZ y formarán uno aún más grande, ya del orden de las 10 toneladas. Estos están rondando las 4 toneladas, 3,5 toneladas, dependiendo de la exposición, es decir, el tiempo que se ha estado tomando medidas. Estos detectores, uno de los objetivos que tienen es usar también la interacción entre la partícula que choca, materia oscura o neutrino, contra un núcleo en esa escala baja de energía; y eso se hizo con algunos de estos detectores hasta una escala del orden de los 130-140 kV. Entonces, en este nuevo RAN, lo novedoso que ofrece este nuevo artículo de la colaboración LZ es que se ha extendido este rango más allá, alcanzando, entre comillas, unos 270 kV; es decir, como la mitad en energía de la masa de un electrón. Esto es algo…
Francis Villatoro describe el proceso de calibración de los algoritmos utilizados en experimentos con Xenon NT, incluyendo la introducción de sustancias radioactivas como el Cobalto 57.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13calibración de algoritmos xenon ntcobalto 57 en xenónsucesos radioactivos en xenón…era una de las posibilidades. Había otras posibilidades como neutrinos que no sabemos que están, que en sí mismo sería un descubrimiento de materia oscura también. Fijaros en este caso, en este caso hay un periodo de calibración del orden de un mes y pico. casi un mes y medio, en el que yo voy poniendo una serie de sustancias radioactivas y viendo los sucesos radioactivos como se propagan en el xenón y con eso calibro mis algoritmos Acaba ese periodo de calibración y de vez en cuando, ya paso al tomar datos, de vez en cuando durante ciertos momentos vuelvo a recalibrar. Como he acabado una calibración larga, tengo que recalibrar de vez en cuando. Y en una de esas recalibraciones, durante relativamente poquito tiempo, pusieron Cobalto 57. 25 minutos después de quitar el Cobalto 57 se observó esta señal. O sea, quiero decir que es una señal, también pasó con la primera onda gravitacional, con la GW150914 o 15, que también fue un proyecto de prueba, en un momento de pruebas, ¿no? Pero este tipo de señal está rodeada y aquella si era. Tenemos muchas…
Francis Villatoro explica que, a pesar de su experiencia de dos años con el equipo del experimento Xenon NT, los expertos no pueden determinar la causa de la señal detectada.
Habla: Francis VillatoroSignificado #12señal detectada en xenon ntexperiencia con equipo xenon ntelementos radiactivos residuales…esa energía, tiene muchísima menos energía ¿Vale? O sea, ¿y cómo podemos saber si chocó con un neutrino, con un electrón o con un núcleo? No lo podemos saber. Con los datos actuales no se puede saber. Con lo que conocemos de ese detector no lo podemos saber. Entonces, el artículo lo dejamos claro: no lo sabemos. Y nosotros somos los expertos y llevamos trabajando con este equipo durante dos años. Quiero decir que ahora mismo lo más probable es que no sea ni siquiera una colisión de algo contra un núcleo, sino que directamente sea elementos radiactivos residuales que han quedado en el líquido después de la época de la etapa de... Claro, pero eso es una señal, quiero decir, un elemento radiactivo que produce una desintegración, que produce una partícula que choca con el núcleo... Claro, la señal luminosa la han visto, ¿no? En los fotodetectores Lo que estoy intentando decir, que una…
Gastón Giribet explica que si la señal detectada en el experimento Xenon NT fuera una detección real de una partícula, su masa estaría aproximadamente en el rango del átomo, siendo al menos comparable a la del Higgs.
Habla: Gastón GiribetSignificado #20detección partícula experimento xenon ntmasa partícula comparable al higgspartícula quark top orden de magnitud…lo normal es que sea una fluctuación estadística del detector, es decir, ruido de fondo. Alguna de las fuentes de ruido de fondo es la que ha dado la señal. Dijimos los números pero no sé si todos los oyentes tienen más o menos un criterio de qué significa. Como dijo bien Francis, si todo esto fuese cierto, si verdaderamente es una detección de una partícula y los cálculos de qué masa tendría la partícula que dio lugar a una energía tal fuese cierto, la afirmación es que, como decía Francis antes, tiene la masa de un átomo un poquito más. Otra forma de decirlo es que, como mínimo, tiene la masa del Higgs; poco más, tiene 200, o sea, la partícula más pesada, fundamental, la partícula fundamental más pesada que conocemos es el quark top y esta partícula sería de ese orden de magnitud o más. Y una cosa, esta significancia estadística que se da en sigma, esto viene de una conversión de factor bayesiano porque veo que se habla también de la hipótesis nula. Es un contraste de hipótesis que yo sepa clásico; creo que no han utilizado técnicas…
Francis Villatoro menciona la competencia del experimento LZ, específicamente Luke Zeppelin, que es Xenon NT, y explica que este último también ha publicado su primera detección de neutrinos en Archive.
Habla: Francis VillatoroPalabras #8detección de neutrinos en xenon ntxenon nt publica en archivecompetencia de luke zeppelin…Eran neutrinos de cadenas PP, Neutrinos de cadenas PP y con unos pocos kiloelectrón voltios, no recuerdo las cifras, del orden de 10 o algo así. Y esa señal ahora se ha publicado en Física Review Letters. Y además hay un segundo, el segundo, el detector. Competencia de LZ, de Luke Zeppelin, es XenonNT y Xenon NT; esto ya sí, en Archive, ha publicado también su primera detección de neutrinos, es decir, eso nos están probando que los detectores de materia oscura ahora se van a convertir en detectores de neutrinos y ha observado, pero aquí. La diferencia es que es interacción neutrino-electrón y es la primera vez que se hace esa interacción neutrino-electrón; y se ha obtenido en un rango de energía realmente. Se ha estudiado hasta 140 kilómetros voltios. Recordar que LZ estaba estudiando hasta…
Francis Villatoro explica cómo los detectores de materia oscura Xenon NT y LZ permitirán explorar la física de los neutrinos en un rango de energías diferente al de los detectores convencionales como Supercambio CANDE.
Habla: Francis VillatoroPalabras #9física de neutrinos con xenon ntneutrinos solares de la cadena ppdetectores de materia oscura lz…nutrinos de esa manera, pues nos permitirá estudiar de aquí a pocos años, pueden ser cuatro o cinco años, la oscilación de nutrinos utilizando este tipo de detectores, la fase CP, el cumplimiento de la simetría CP por nutrinos en este tipo de detectores, etc. En un rango de energías diferente a los de los detectores convencionales que están estudiándolo ya desde hace mucho tiempo, tipo Supercambio CANDE, etc., entonces vamos a poder explorar esa física con nuevos ojos en un rango de energía diferente y eso nos va a ofrecer información muy, muy relevante. Entonces este año ya tenemos a los dos grandes detectores de materia oscura, Xenon NT y LZ, Luceplin, los dos habiendo detectado neutrinos solares de la cadena PP esta en la que pasa por el benilio 8. Y además en un rango de energía que no es el rango de energía de estos neutrinos, ¿vale? Porque recordemos que aquí esos neutrinos se producen con escalas de energía de megaelectrosvoltios, ¿no? Las típicas de las reacciones de fusión dentro del sol. Y aquí…
Francis Villatoro describe una noticia complementaria relacionada con la calidad de los detectores Xenon NT y LZ, indicando que aún no son competitivos pero podrían serlo en dos o tres años.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16detectores xenon nt y lzfísica de los neutrinosdetección en diciembre 2025…imaginad un mapa de manchas, unas manchas asociadas a las señales propias de diferentes tipos de neutrinos y entre esas manchas van a quedar huecos donde no esperamos ver neutrinos y ahí es donde vamos a buscar potenciales candidatos a materia oscura. Entonces, bueno, eso es una noticia complementaria y creo que es relevante y nos muestra la enorme calidad de estos detectores. Obviamente, ahora mismo no son competitivos; acaban de, estamos hablando de este año, diciembre de 2025, mediados de 2026, pero en dos o tres años pueden ser competitivos y sobre todo van a actuar en ese rango de energía que no habíamos explorado hasta ahora: la física de los neutrinos. Y la física de los neutrinos es la gran física. desconocida en el modelo estándar. Ni siquiera sabemos si el neutrino tiene una partícula de Dirac o de Majorana, o sea, es que no podemos ni empezar a hablar; no podemos añadir el neutrino al modelo estándar, pues no sabemos cómo, tenemos varias maneras de…
Francis Villatoro explica cómo los detectores Xenon y LZ permitirán distinguir entre diferentes tipos de neutrinos, como los PP y los del ciclo CNO, una vez se hayan detectado varios cientos o miles.
Habla: Francis VillatoroSignificado #18 · Palabras #12neutrinos pp y ciclo cnodetectores xenon y lzescala de energía neutrinos cnohector y la detección de neutrinos…un cierto problema que hay ahí que se está discutiendo en física solar o sea que podría ser una forma en la cual los neutrinos podrían ayudar a resolver un problema de otra cosa con estos detectores de neutrinos, lo cual ya es muy impresionante también. Sí, las estimaciones del modelo de consenso del Sol, lo que nos dicen es que, nos dicen que del orden de 85 de cada 100 neutrinos que observen estos detectores, lo que están observando Xenon y LZ, son de estos PP, pero el 15% restante incluye neutrinos de los otros tipos. En el momento en el que tengamos 300, 500, 1000 neutrinos detectados por estos detectores, vamos a poder distinguirlos, vamos a poder etiquetar esos neutrinos, este neutrino es PP, este neutrino es el ciclo CNO, y vamos a ver una escala de energía en la que es bastante más probable observar neutrinos CNO, por ejemplo, que con los detectores estándares, por eso hay muchas dificultades, o sea que estos detectores van a ser muy prometedores en ese problema que acaba de comentar Héctor, Van a ofrecer mucha información sobre esos nutrinos Bueno, pues muy bien, vamos pasando al siguiente tema entonces. Que ha salido en los titulares sobre todo porque además participa Roger Penrose como coautor del trabajo y es sobre, bueno, un tema que en principio es fascinante, que es la comprobación del…