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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandiomemoria de trabajo y visión humanapantalla córtex visualicecube detección materia oscuraneutrinos partículas no conocidasbúsquedas de materia oscura icecubepartícula compatible física neutrinomodelo teórico materia oscurainteracción partícula no neutrinoicecube análisis estadístico de datospetaneutrino detección evento individualdetectores grandes enfoque partícula partículacascadas de partículas icecuberadiación cherenkov detectorestrayectoria y energía partícula incidenteneutrino energético récordpartículas provenientes del suelo icecubemateria oscura neutrino energéticoneutrino como materia oscuraice cube observa neutrinoscasuística composición materia oscuraradiación CherenkovIceCubeFrancis HalsenIce CubeAntártidaJoséFrancis VillatoroHéctor SocasEuropean Research CouncilJosé EdelsteinTierraEnrique SassICFAEJaimeRadiofrecuenciaSergio Llorente
Cascadas de Partículas IceCube
Con
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Héctor Socas explica cómo se detectan los neutrinos en experimentos como IceCube, señalando que no se mide directamente el neutrino sino las cascadas de partículas que genera.
…de los procesos que ocurren en nuestro cerebro. Sería tal vez más interesante, puestos a especular y a imaginar cómo mejorar nuestra visión, plantearnos un cerebro que trabaje de otra forma con la atención, que tenga tal vez una mayor memoria de trabajo. ¿Cómo veríamos con una mejor memoria de trabajo? Ya no es tan evidente, pero igual yo iría por ahí, puestos a fantasear con cómo aprovechar más la imagen de una pantalla. Al final acabamos en córtex. Bueno, venga, siguiente: pregunta Sergio Llorente, 64-65, si IceCube podría detectar materia oscura, ¿cómo diferencia neutrinos de otras partículas no conocidas como las de materia oscura? Una pregunta interesante. Bueno, en principio se han hecho búsquedas de materia oscura en IceCube y no se ha encontrado, ¿no? Sí, tenemos básicamente con modelos teóricos, ¿vale? O sea, si tú tienes una cosa que es compatible con la física de un neutrino, pues tiene que ser un neutrino. Tú vas a decir: es que ha dado la casualidad de que la materia oscura tiene exactamente las mismas propiedades. Si se parece a un pato y, ¿cómo es? Que si tiene las mismas propiedades, es que es un neutrino. Claro, entonces tú dices: pues planteemos un modelo en el que la partícula que ha interaccionado no tiene nada que ver con un neutrino y entonces pues eso ya lo planteamos como partícula de materia oscura. O sea, se ha hecho búsqueda y no se han encontrado. Yo creo que estas cosas las solemos pensar como partícula a partícula, pero normalmente estos grandes detectores intentan trabajar con estadística, aunque es verdad que hay eventos individuales; aquí hemos hablado del petaneutrino este que se detectó y tal. Me estoy desdiciendo a mí mismo un poco porque iba a decir que sobre todo se mira la estadística que tiene y cómo se compara con el fondo esperable, pero sí que es verdad que aquí sobre todo en energías muy altas se detectan también eventos individuales. Hay que recordar que se miden cascadas de partículas, no mides directamente el neutrino incidente sino la cascada de partículas que genera, que producen un cono de radiación Cherenkov y entonces, como tú tienes muchos detectores, puedes reconstruir un poco la trayectoria y la energía de la partícula incidente. Entonces eso es lo que tú al final recuperas, ¿no? La dirección de la que viene esa partícula y su energía. Entonces, claro, normalmente si viene por ejemplo del suelo, pues sabes. Que no puede ser un rayo cósmico, tiene que ser; esto lo comentábamos con el neutrino este súper energético que batió el récord hace un par de años, porque venía básicamente del suelo, entonces tiene que haber atravesado toda la Tierra para venir desde el otro lado y por tanto no puede ser una partícula ordinaria, tendría que ser un neutrino o algún tipo de partícula que no conocemos; podría ser materia oscura, sí, podría ser materia oscura, pero bueno, supongo que ahí sí que tendríamos cierta ambigüedad. Sí, la materia oscura no sabemos de qué está hecha, entonces hay una casuística enorme y algunas posibilidades... Una cosita, de hecho, podríamos argumentar a cierto punto de vista que un neutrino es materia oscura. Sí, sí, claro, pero sí. Igual, otra materia oscura que no sea el neutrino, tampoco sabemos, o sea, hay muchas posibilidades, entonces alguna sí que cuadra dentro del rango en el cual Ice Cube observa. De hecho, hace dos o tres años, o quizás más, comentamos estas observaciones de Anita, que es un globo que está en el polo sur y que había detectado justamente señales aparentemente provenientes de una partícula compatible con un neutrino tau desde la corteza…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo Ice Cube detecta neutrinos que han atravesado toda la Tierra, entrando por un polo y saliendo por el otro, finalmente impactando en el hielo profundo de la Antártida.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3ice cube detecta neutrinos antártidaneutrinos cruzan tierra polo opuestoradiación cherenkov hielo profundovelocidad luz índice refracción hielo…Nobel básicamente porque fue pionero, pero realmente no ha tenido muchas más contribuciones en el campo; que era la propuesta de utilizar el hielo polar, el hielo polar profundo como detector. Es decir, el neutrino cruza el hielo, normalmente el neutrino. Que observamos en Ice Cube ha cruzado toda la Tierra, entra por un polo, entra por el polo opuesto, cruza toda la Tierra, acaba en el hielo, un hielo bastante profundo de la Antártida y ahí usando una serie de; cuando atraviesa el hielo, el neutrino va a mayor velocidad que la velocidad de la luz en el agua, básicamente en el hielo es más o menos la misma velocidad de la luz, por el índice de refracción del hielo y por lo tanto emite radiación Cherenkov. Se produce luz, un cono de luz azulada, esa luz azulada que se ve en los reactores nucleares cuando vemos imágenes del núcleo, por ejemplo, radiación Cherenkov y esa radiación Cherenkov nos da un cono de luz muy focalizado si el neutrino es altamente energético, José. No, una corrección porque creo que te saltaste un paso, pero la radiación Cherenkov le produce, o sea, el neutrino interactúa con el núcleo de algún hidrógeno y ahí sale un leptón, un electrón, un muón o un tabón y ese es el que produce la radiación Cherenkov…
Francis Villatoro explica cómo el objetivo de Halsen era utilizar IceCube como un telescopio para estudiar fuentes astrofísicas, aprovechando su capacidad única para direccionar el cono de luz generado por la interacción de neutrinos.
Habla: Francis VillatoroSignificado #2 · Palabras #10icecube telescopio de neutrinosdireccionar cono de luz icecubedistinguir señal electron muón tau icecube…los procesos que producen neutrinos que limiten su energía. Entonces, hasta que no lo observas, no ves que realmente ese rango que ha comentado José, enorme de energía que puede alcanzar un neutrino, se desvela a mediados de los 2000, alrededor del año 2013. Y a partir de ahí empezó el objetivo de Halsen: era estudiar las fuentes astrofísicas, es decir, utilizar IceCube como un telescopio de neutrinos, porque otras técnicas para detectar neutrinos no tienen esa capacidad de poder direccionar realmente ese cono de luz que se genera, esa distribución de fotomultiplicadores que se excitan por el paso de esas partículas, de esos electrones cargados, muones, tau, electrones de alta energía que dan señales diferentes. En Ice Cube podemos distinguir la señal que ofrece un electrón de la que ofrece un muón de la que ofrece un tau. Eso es algo realmente espectacular. No tenía la direccionalidad suficiente como para que pudiéramos apuntar a una acción relativamente pequeña de cielo y ver más o menos dónde podía estar la fuente. Ese era el gran objetivo: el poder utilizar los nutrinos como marcadores, como mensajeros de la…
Francis Villatoro explica cómo Ice Cube ha confirmado predicciones de modelos teóricos sobre neutrinos de origen galáctico y extragaláctico, observando una estructura específica en el espectro de neutrinos de ultra alta energía.
Habla: Francis VillatoroSignificado #8icecube confirma modelos neutrinos galácticosespectro neutrinos ultra alta energíaestructura brazo espectro neutrinos…ha acabado siendo, y entonces ha habido muchísimas noticias. Nosotros hemos hablado muchas veces de Ice Cube porque periódicamente está logrando evidencias de cosas que hasta aquel momento pues nadie había logrado evidenciar con eso, con más de cinco sigmas. Neutrinos de origen galáctico, neutrinos de origen extragaláctico: una observación del espectro de neutrinos de ultra alta energía realmente compatible con los modelos, que tiene como dos codos, como una estructura de brazo que tiene el hombro y el codo en la distribución del espectro. Es decir, una serie de cosas que se predecían los modelos teóricos y que IceCube ha podido confirmar. Eso hizo que el experimento, que probablemente, si las reglas Del Nobel no fueran las que son, tendría que haber recibido Ice Cube como colaboración el premio Nobel, pero que igual que en el caso de Laigo, al final, pues fueron los padres del instrumento y quien dirigió el proyecto cuando el proyecto logró tener su,…
José Edelstein compara un experimento reciente que ha ganado la Synergy Grant de la European Research Council con el proyecto Ice Cube, destacando similitudes en su espectacularidad y ambición.
Habla: José EdelsteinSignificado #9synergy grant european research councilneutrino tauónico detección energéticapartícula tau corteza terrestreice cube masa acumulada roca…estos años, Enrique Sass, que aparece nombrado en la explicación detallada técnica del premio Nobel y Jaime Álvarez Muñiz, que no aparece nombrado ahí, pero Jaime, que es un poquito más joven que yo, y quizás lo comentaremos otro día, está ahora mismo, acaba. de ganar este año la Synergy Grant de la European Research Council para un experimento que un poco sin ser Ice Cube, con la espectacularidad del kilómetro cúbico de hielo enterrado en la Antártida, tiene sus rasgos parecidos porque la idea es dentro de los tres tipos de neutrinos, el neutrino tabuónico que es el más, el que corresponde a la partícula, el primo del electrón más gordo y tiene otras complejidades, la detección del neutrino tauónico muy energético tiene un camino cuando el neutrino tauónico se encuentra con un núcleo produce una partícula tau que viaja el neutrino tauónico viaja de altas energías viaja muy poco y la partícula tau claro también entonces si tú si la partícula tau se produce en el interior de la corteza terrestre no ves nada entonces necesitas una región muy con mucha masa Al final la idea de Ice Cube es tener mucha masa acumulada, en este caso roca, Pero que tenga unos pocos, del orden de pocos kilómetros de espesor para que el neutrino tabónico interactúe ahí; emite en esta interacción la partícula tau, que idealmente salga de la zona masiva para que luego decaiga la atmósfera y tú detectes los…
José Edelstein explica cómo Halsey continuó con el proyecto Ice Cube gracias a un cálculo realizado por su antiguo postdoc Enrique Sass, que demostró la viabilidad de medir una señal específica.
Habla: José EdelsteinSignificado #16cálculo de enrique sass ice cuberadiofrecuencia a cherenkov ice cubefrancis halsen comité científico icfae…le dieron la medalla a la Academia de la Sociedad Americana de Física, que él estaba con su postdoc Enrique Sass, que le vino con el cálculo completo y que aparentemente mostraba que sí había un caso, en el sentido de que sí era posible medir esa señal. Luego, en realidad, eso no es lo que se hizo finalmente en Ice Cube, porque se derivó de la radiofrecuencia a Cherenkov, que es señales ópticas, pero el propio Halsen reconoce que este cálculo de Enrique Sass le hizo continuar, digamos, y no abandonar pensando que el proyecto no era viable, y además luego, bueno, con Enrique, con Jaime, con la gente que mencioné antes, hicieron muchos de los papers, no este, el que es mencionado como central en la construcción de Ice Cube, pero sí muchos de los papers que son parte del inicio de Ice Cube. Y de hecho el ICFAE, el instituto en el que estoy, como muchos institutos importantes de España, tiene un comité científico asesor, y en el caso nuestro, el director del comité científico asesor es Francis Halsen. Que además estaba prevista el 5 y 6 de noviembre, o sea, dentro de menos de un mes, la evaluación completa en el instituto, en la cual el Comité Científico Asesor viene al instituto a evaluarnos; así que, bueno, a menos que con el premio Nobel cambie en su…
Héctor Socas explica cómo se detectan los neutrinos en experimentos como IceCube, señalando que no se mide directamente el neutrino sino las cascadas de partículas que genera.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #1memoria de trabajo y visión humanapantalla córtex visualicecube detección materia oscuraneutrinos partículas no conocidasbúsquedas de materia oscura icecubepartícula compatible física neutrinomodelo teórico materia oscurainteracción partícula no neutrinoicecube análisis estadístico de datospetaneutrino detección evento individualdetectores grandes enfoque partícula partículacascadas de partículas icecuberadiación cherenkov detectorestrayectoria y energía partícula incidenteneutrino energético récordpartículas provenientes del suelo icecubemateria oscura neutrino energéticoneutrino como materia oscuraice cube observa neutrinoscasuística composición materia oscura…de los procesos que ocurren en nuestro cerebro. Sería tal vez más interesante, puestos a especular y a imaginar cómo mejorar nuestra visión, plantearnos un cerebro que trabaje de otra forma con la atención, que tenga tal vez una mayor memoria de trabajo. ¿Cómo veríamos con una mejor memoria de trabajo? Ya no es tan evidente, pero igual yo iría por ahí, puestos a fantasear con cómo aprovechar más la imagen de una pantalla. Al final acabamos en córtex. Bueno, venga, siguiente: pregunta Sergio Llorente, 64-65, si IceCube podría detectar materia oscura, ¿cómo diferencia neutrinos de otras partículas no conocidas como las de materia oscura? Una pregunta interesante. Bueno, en principio se han hecho búsquedas de materia oscura en IceCube y no se ha encontrado, ¿no? Sí, tenemos básicamente con modelos teóricos, ¿vale? O sea, si tú tienes una cosa que es compatible con la física de un neutrino, pues tiene que ser un neutrino. Tú vas a decir: es que ha dado la casualidad de que la materia oscura tiene exactamente las mismas propiedades. Si se parece a un pato y, ¿cómo es? Que si tiene las mismas propiedades, es que es un neutrino. Claro, entonces tú dices: pues planteemos un modelo en el que la partícula que ha interaccionado no tiene nada que ver con un neutrino y entonces pues eso ya lo planteamos como partícula de materia oscura. O sea, se ha hecho búsqueda y no se han encontrado. Yo creo que estas cosas las solemos pensar como partícula a partícula, pero normalmente estos grandes detectores intentan trabajar con estadística, aunque es verdad que hay eventos individuales; aquí hemos hablado del petaneutrino este que se detectó y tal. Me estoy desdiciendo a mí mismo un poco porque iba a decir que sobre todo se mira la estadística que tiene y cómo se compara con el fondo esperable, pero sí que es verdad que aquí sobre todo en energías muy altas se detectan también eventos individuales. Hay que recordar que se miden cascadas de partículas, no mides directamente el neutrino incidente sino la cascada de partículas que genera, que producen un cono de radiación Cherenkov y entonces, como tú tienes muchos detectores, puedes reconstruir un poco la trayectoria y la energía de la partícula incidente. Entonces eso es lo que tú al final recuperas, ¿no? La dirección de la que viene esa partícula y su energía. Entonces, claro, normalmente si viene por ejemplo del suelo, pues sabes. Que no puede ser un rayo cósmico, tiene que ser; esto lo comentábamos con el neutrino este súper energético que batió el récord hace un par de años, porque venía básicamente del suelo, entonces tiene que haber atravesado toda la Tierra para venir desde el otro lado y por tanto no puede ser una partícula ordinaria, tendría que ser un neutrino o algún tipo de partícula que no conocemos; podría ser materia oscura, sí, podría ser materia oscura, pero bueno, supongo que ahí sí que tendríamos cierta ambigüedad. Sí, la materia oscura no sabemos de qué está hecha, entonces hay una casuística enorme y algunas posibilidades... Una cosita, de hecho, podríamos argumentar a cierto punto de vista que un neutrino es materia oscura. Sí, sí, claro, pero sí. Igual, otra materia oscura que no sea el neutrino, tampoco sabemos, o sea, hay muchas posibilidades, entonces alguna sí que cuadra dentro del rango en el cual Ice Cube observa. De hecho, hace dos o tres años, o quizás más, comentamos estas observaciones de Anita, que es un globo que está en el polo sur y que había detectado justamente señales aparentemente provenientes de una partícula compatible con un neutrino tau desde la corteza…