Francis Villatoro describe el proceso de detección de partículas de materia oscura en el experimento Xenon NT, explicando cómo la interacción genera un chorro de luz detectable.
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 nt…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…
Francis Villatoro describe el proceso de detección de partículas de materia oscura en el experimento Xenon NT, explicando cómo la colisión inicial genera una señal primaria (S1) y posteriormente una segunda señal más lenta (S2).
Habla: Francis VillatoroSignificado #9 · Palabras #2señal 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…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 #20colisiones neutrino átomos de xenóndetectores estudio partículas winninteracción débil masas atómicasenergía comparable masa átomo…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…
Francis Villatoro explica cómo futuros detectores combinarán Xenon NT, LZ y otros para crear un detector aún más grande, que alcanzará las 10 toneladas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #7 · Palabras #6detector futuro xenon nt y lzinteracción partícula núcleo a 140 kvescala baja energía en detectores…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 explica que los detalles técnicos del análisis de la señal detectada en el experimento Xenon NT no trascenderán más allá de la noticia inicial, debido a su falta de confianza en el resultado por las numerosas pequeñas fallas.
Habla: Francis VillatoroSignificado #3detector xenon nt en ventana energéticaxenon nt estudia 270 kilómetros voltiosfallas en el experimento xenon ntnecesidad de entender detector xenon ntcalibración del detector xenon ntexperiencia james webb en xenon ntfalsos positivos en experimento xenon nt…pero bueno, es bonito que se publiquen y nos reivindican los grandes experimentos que se están haciendo en la búsqueda de materia oscura, pero eso, que no tenemos que darle, no tenemos que empezar a especificar todos los detallitos técnicos del análisis. y todas las cosas novedosas que se han hecho, etcétera, porque es una cosa que no va a trascender mucho más allá de esta noticia, porque ya os digo, yo tengo muy poca confianza en este resultado por la enorme cantidad de pequeños detallitos que no han funcionado. Lo que nos está mostrando esto es que necesitamos entender muy bien este detector en esa ventana nueva de energía, porque va a ser el primer detector que está estudiando esa ventana hasta los 270 kilómetros voltios, porque Zenon se queda bastante antes, quedan unos 170, y entonces ahí vamos a, tenemos que controlar muy bien. La máquina nos pasó con el James Webb, con las primeras imágenes; pues aquí lo mismo, tenemos que calibrar muy bien la máquina, conocer muy bien este detector para ya poder afirmar con seguridad que este tipo de señales son o no son, pero ahora mismo esto es un falso positivo con absoluta seguridad. Yo quería decir que, bueno, un par de cosas, sin haber visto los detalles de todo esto, que hay que distinguir entre que la señal sea falsa o que sea una señal de materia oscura. Yo creo que la duda que tenemos no es que la señal sea falsa, sino que sea de…
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 #8señal 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…
Héctor Socas retoma la conversación sobre la señal detectada en el experimento Xenon NT, conectándola con un incidente anterior similar donde una posible detección de materia oscura resultó ser causada por ruido de fondo radiactivo.
Habla: Héctor SocasSignificado #6señal anómala en xenon ntfondo de señales en neutrinosruido radiactivo en experimento xenonexceso sobre el fondo materia oscuradetección inesperada en energía específicadetector ha detectado…Lo que estoy intentando decir, que una cosa que no estamos diciendo que la señal no sea cierta, sino que lo que es cuestionable es que haya sido una partícula de materia oscura la que haya producido la señal, ¿no? Me parece y esto tiene que ver con lo otro ¿Que quería comentar porque Gastón lo hilaba con la falsa o digamos la noticia de una posible señal de materia oscura en Xenon, NT? No sé si fue hace dos años creo o algo así y que al final era debido a que el fondo de señales que son debidas a neutrinos, a desintegraciones radioactivas, etc. Y sobre ese fondo, tú tienes que restar el fondo y encuentras un exceso. Y es el exceso lo que asociarías a la materia oscura. Entonces, en ese sentido, tú sabes que vas a tener una serie de detecciones, de señales, y el hecho de Que haya un exceso es lo que asocia a la materia oscura. En este caso es un poco diferente porque no es que haya un exceso sobre el fondo que tienes, sino que es una detección en una energía donde no esperas que haya otras posibilidades. Pero es el punto clave, fijaros: el detector ha detectado. 1.710 eventos o sucesos, 1.710 ¿cuánto se esperaba detectar? 1.713 más menos 39, 1.713 más menos 39 y ha observado 1.710. Bueno pues de todos esos eventos, todos están en la región en la que no son interesantes: son cosas esperables entonces son cosas…
Francis Villatoro explica cómo la significación estadística de la señal detectada en el experimento Xenon NT disminuye a 2,6 sigmas cuando se considera todo el intervalo de energía.
Habla: Francis VillatoroSignificado #17señal en experimento xenon ntfluctuación estadística del detectorruido de fondo en xenon nt…con lo poco que conocemos, y repito, de esa región de energía, sobre el fondo de esa región de energía, pues está a unas 3,4 sigmas de significación estadística por encima, contra la hipótesis nula. Claro, eso solamente en la región de interés energético, en Todo el intervalo completo de energía, eso se reduce, pues depende de cómo lo haga y de qué rango consideres, etcétera, a dos y pico: 2,4, 2,6. Depende de cómo lo haga. Sigmas con 2,6 sigmas, 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…
Gastón Giribet continúa la discusión sobre la señal detectada en el experimento Xenon NT, diferenciando entre la posibilidad de que sea una señal real y su interpretación como materia oscura, haciendo referencia a un incidente similar con Xenon XT1.
Habla: Gastón GiribetSignificado #10señal real en xenon ntxenon xt1 y señales de fondointerpretación de materia oscura…me dices tú, pues porque puedes ver la dirección, puedes ver el... No sé, la manera en la que los electrones se propagan por el, no sé, los detalles de la señal no parecen una fluctuación aleatoria, o sea, parece tiene la estructura de una señal real, ¿no? Pero bueno, una cosa es que sea una señal real y otra cosa es interpretarla como materia oscura. Claro, claro, sí, lo mismo pasó con Xenon XT1, ¿no? La señal era verdadera al final, pero ¿qué la produce? Su origen era una señal que tenía que haber sido considerada de fondo. Pero ya os digo: se han observado 1.710 señales, ¿vale? 1.710 y todas se asignan al fondo, salvo una. O sea que lo contextualicemos, ¿vale? O sea que no ha visto nada, no ven nada y ven una única. No, no, no, no ven una. 1.710. Entonces, y esperaba 1.713.…
Francis Villatoro comenta sobre la importancia de los próximos datos del experimento LZ, Lux Zeppelin, para resolver la señal anómala detectada y anticipa una resolución a finales del próximo año.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16datos del experimento lzseñal anómala detectada xenon ntresolución a finales del próximo añométodo de análisis lux zeppelin…Pero ya os digo: se han observado 1.710 señales, ¿vale? 1.710 y todas se asignan al fondo, salvo una. O sea que lo contextualicemos, ¿vale? O sea que no ha visto nada, no ven nada y ven una única. No, no, no, no ven una. 1.710. Entonces, y esperaba 1.713. Eso es una gran noticia, va a generar mucho eco a nivel teórico, pero ya os digo: se resolverá y lo contaremos aquí en el programa realmente a finales del año que viene o algo así. El momento en que se publique la nueva tanda de datos de LZ, de Lux Zeppelin, en esa nueva tanda de datos vendrá un nuevo método de análisis e indicarán qué pasa con esta señal. Esto confirma mi miedo de que nada interesante ocurre en el mundo desde que yo actúo en él. Cuando yo estudié cosmología estaba terminando la licenciatura, comenzando el doctorado, creo, comenzando el doctorado, por ahí se descubrió salió el paper con el descubrimiento de que la constante cosmológica no era cero. De hecho mi monografía de 1998 fue…
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 #7detección 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 #8física 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 #13 · Palabras #19detectores 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…
Luisa Achaerandio plantea la posibilidad de que los detectores Xenon NT puedan ser considerados prototipos prometedores para estudiar la física de los neutrinos y allanar el camino para observar fenómenos aún desconocidos.
Habla: Luisa AchaerandioPalabras #16física de neutrinos con xenon ntxenon nt como detector materia oscurafrancis villatoro y física de partículas…a hablar; no podemos añadir el neutrino al modelo estándar, pues no sabemos cómo, tenemos varias maneras de hacerlo. ¿Y cuál es la correcta? Todas dan resultados compatibles con los experimentos. El futuro dirá. O sea que estamos en un momento en el que La física de partículas, el foco lo tiene fundamentalmente en la física de los neutrinos. Y ahora podemos tener una nueva ventana, una nueva herramienta para estudiar esa física. Y Francis, ¿se podría decir que es un prototipo quizás de detector de materia oscura en cierta manera prometedor y nos puede hacer, no sé, allanar el camino para poder observar aquello que es mayoritario, que desconocemos? Realmente es bonita. ¿no? La empresa Sí, lo que han diseñado estos detectores piensan que la idea original era detectar materia oscura, no la hemos detectado. Lo que pasa es que, esto es siempre el ejemplo que pongo del borracho y la lámpara, lo de las llaves y todo el rollo.…
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 #19 · Palabras #9neutrinos 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…