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Detector Orca de KM3NeT

EP500. Coffee Break: Señal y Ruido en Directo

21 de febrero de 2025
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Francis Villatoro explica el origen del nombre 'Orca' para uno de los detectores de KM3Net, destacando que está diseñado para estudiar las oscilaciones de neutrinos y su cambio de sabor.

…extremadamente energético que se ha detectado en el Mediterráneo, en esta nueva instalación para detectar neutrinos en el fondo del mar, Matarile. Rile, Rile ¿Dónde está el neutrino? Perdón, es que se me contagia; hay algo en esta habitación, no sé, el moho. Francis, KM3Net, quizás podemos empezar por comentar un poquito este detector, esta nueva instalación para detectar neutrinos Sí, es una detección, bueno, sabéis que el más famoso IceCube usa el hielo como material de blanco para los neutrinos se espera que un neutrino cruce el hielo, interaccione con algún núcleo, básicamente interacciona con quarks, por todo un neutrón hecho de quarks y bueno, eso produce una lluvia, un chorro de partículas de alta energía que son los que por radiación Cherenkov permiten observar parte de la luz y define en función del cono, de sus características, podemos detectar en IceCube Nutrinos electrónicos, muónicos y tau, pero también podemos detectar otras partículas como muones, etc. El interés, obviamente, en un detector de neutrinos es detectar neutrinos y se descartan señales que no sean específicas de neutrinos. En el Mediterráneo se está desarrollando una instalación que tiene dos detectores más o menos parecidos; no iba a decir gemelos pero no son gemelos. Esta instalación se llama KM3 por kilómetro cúbico, NET porque está en el Mediterráneo y tiene dos detectores: uno se llama Arca y el otro se llama Orca. Orca, la O de Orca, viene de que está diseñado para estudiar oscilaciones de neutrinos. El cambio de sabor de los neutrinos, porque están los estados con sabor definido, electrónico, muónico o tau, están mezclados y durante la propagación de un neutrino, los neutrinos se generan o se detectan con un sabor bien definido. Pero durante la propagación esos sabores pues se mezclan, ¿no? La proporción, la probabilidad de detectarlo con un cierto sabor va cambiando, va oscilando. Eso es el detector Orca que estará a unos 2.450 metros de profundidad cerca de una ciudad que se llama Toulon en Francia, en el Mediterráneo. Pero el detector protagonista de esta noticia es el otro. Arca Arca está especializado en detectar neutrinos de muy alta energía. Con energías muy superiores a los 10 electronvoltios y, por supuesto, la escala de peta electronvoltios que es la que contiene el récord hasta ahora de Ice Cube, que es del orden de 10 peta electronvoltios. En todo este tipo de temas hay que recordar siempre que cuando decimos una cierta energía hay unos umbrales de incertidumbre; entonces lo que tenemos es un intervalo. Entonces se da la energía mediana, el valor mediano, el intervalo al 68%, es decir, a una sigma, el intervalo al 95% y a veces el intervalo al 90%. Pero aún así, el 95% son dos sigmas, pero es un intervalo que, ya os digo, que podría estar la energía o por la parte alta, más allá, o por la parte baja, ¿no? Arca está situado cerca de la costa de Portopalo, Di Capo, Pasero, en Sicilia. Sicilia es una isla italiana, a una profundidad un poco mayor, unos 3.450 metros. Son detectores muy grandes que estarán formados cuando esté en definitivo; ahora mismo están en construcción, ambos están en construcción. Son básicamente tirar una serie de fotomultiplicadores; son unos detectores. De luz, en una configuración, en una especie de esfera, en la que tengo: son unos módulos, en las que tengo 31 fotomultiplicadores. Cada fotomultiplicador tiene una superficie, tiene un diámetro de unas 3 pulgadas y estos módulos se ponen en forma de ristras, como si fueran ristras de chorizo; no sé si es la palabra correcta porque en realidad cada fotomultiplicador está muy separado del resto, como cuentas de collar, esos collares que a veces se tienen en los que se ve el hilillo entre las cuentas del collar, que no están todas pegadas unas a otras. Y entonces tengo esas líneas verticales; en principio Arca tiene 230, Orca tiene 115, pero la versión definitiva tendrán 345, ¿vale? O sea que Arca tiene 230, pero acabará teniendo 345. Claro, mientras tú estás instalando estas líneas, que básicamente llevas un barco, las sueltas, las anclas al suelo y pones una boya en la parte superficial, y eso se mueve un poco al ritmo del mar, pero tienes detectores para ir viendo ese movimiento y saber más o menos dónde están espacialmente, en tres dimensiones, pues se llevan ya tomando. Datos tú lanzas un cierto número de líneas y ya vas tomando datos, y conforme vas incrementando el detector pues vas mejorando tu capacidad de detectar cosas. Aquí quizás la gran novedad respecto a IceCube, etc., es que al ser módulos con muchos fotomultiplicadores en una especie de distribución esférica pues permiten ver; tienen una cobertura completamente de 300, no son 360 grados, son 4 pi esterorradianes, pero bueno, imagina una cobertura completa en todas las direcciones. Entonces se han detectado muchas señales y se está esperando el artículo que todavía no se ha publicado en el que se analice digamos esa estadística de señales y que se observa, etcétera, etcétera. Pero como siempre pasa con ese tipo de Instrumentos, cuando aparece una señal especialmente llamativa, pues se focaliza el esfuerzo en publicar esa señal muy llamativa en una gran revista y aquí se ha publicado en la revista Nature, ¿no? Salió la web de Nature, salió el 12 de febrero de 2025, este artículo de la colaboración KM3Net que han. Detectado un muón, un muón con 120 petaletronvoltios y claro, 120 peta del tronvoltios con un error a una sigma de sumarle 110 por arriba y restarle 60 por abajo. Es decir, a dos sigmas, que ya es un poco lo más razonable, sería sumarle por arriba 220 y…
Significado #4 · Palabras #1

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