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Neutrinos petaelectronvoltios IceCUBE
Con
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Gastón Giribet explica la capacidad de IceCube para observar neutrinos con energías extremadamente altas, del orden de peta-electronvoltios.
…Señal y ruido. Exacto, no, porque hay algunos que digo: joder, hay que aclarar esto; no sé, no sé cuál, no sé ni qué te dije ya. Bueno, quiere el del petaneutrino, que no era un paper, sino un… Ah, sí, sí, ese no es de los que no me… Sí, en realidad era, claro, no era un paper ni siquiera un preprint, porque creo que lo que les había mostrado era el reporte, la alerta de IceCube. Esa es una cosa que me llamó mucho la atención; me parece interesante que fue el 3 de marzo, hace muy poco. Ice Cube, recordemos lo que es Ice Cube. Ice Cube es un detector de neutrinos; los neutrinos interactúan muy poco con la materia, entonces la forma de observar los pocos eventos que va a haber en una gran lluvia de neutrinos, porque pocos de ellos interactuarán con la materia, es tener una gran cantidad de materia. Entonces, por eso los grandes detectores de neutrinos son o bien grandes volúmenes de agua, o bien usar el gran volumen de agua del océano, o bien usar en este caso de Ice Cube, como su nombre lo indica, cubo de hielo, la gran masa de agua congelada en el polo sur. Entonces es un detector que está cerca del Polo Sur, usa como testigo, digamos, como cámara de recepción el hielo antártico y tiene un montón de cadenas, como de strings, como de líneas, como de guirnaldas de detectores colgando en la Profundidad del hielo entre más o menos 1.400 metros de profundidad y 2.400 metros de profundidad: estamos hablando de más de un kilómetro de profundidad en el hielo Antártico. Antártico, ahí hay millares de fotodetectores que lo que hacen es ver no el neutrino, sino el producto que el neutrino hace cuando interactúa con alguna molécula del agua que forma el hielo antártico. Vos tenés un gran y gratis, prístino, volumen de agua congelada y ahí colgás unos fotodetectores que van mirando qué es lo que, si hubo algún neutrino o no, en qué dirección vino, porque uno puede ver la traza, porque hay diferentes direcciones entonces la idea es que cuando uno ve. Relacionado con esto, primero que la especulación es observar neutrinos en muy grandes energías: estamos hablando del orden de los peta-electronvoltios o más, lo que fuere. Entonces lo que se puede ver ahí es la dirección con la que viene, la energía que tiene el evento de interacción con el neutrino y eso hace que si viene un neutrino muy energético, es decir, no un neutrino que se va de los atmosféricos, de los que vienen del sol, los que pueden ser explicados de otra manera. Si de repente hay un evento muy energético, uno dice esto tiene que tener un origen astrofísico y de un fenómeno astrofísico muy energético. Entonces lo que hace es dispara alertas y mira el resto del cielo y se comunica con otros observatorios y le pregunta: Roberto, ¿vos viste un blázar que se haya encendido recientemente? Fermi, ¿viste alguna fulguración de rayos X? ¿Por qué? Porque uno está buscando eventos en concordancia. Cuando hay, por ejemplo, se enciende un blázar, de repente un blázar adquiere mucha actividad, va a emitir neutrinos y va a emitir otras cosas en electromagnético. Entonces uno tiene la certeza de que hay una correlación, y dice, ah, ¿viste un neutrino? Probablemente vino de allá, porque cuando vos viste un neutrino yo vi una emisión en gamma, o una emisión en X, o una emisión característica de un evento muy energético En particular, Este tiene, bueno, primero que uno nunca puede estar totalmente seguro de la coincidencia porque hay errores ¿errores en qué? Errores en la dirección y también porque uno no espera que los eventos sean exactamente simultáneos. Y esto no tiene que ver con la masa de los neutrinos porque a veces los neutrinos llegan antes, no porque viajen más rápido sino porque cuando algo ocurre por ejemplo imaginemos una explosión de supernova. Cuando explota una supernova primero hay un momento de colapso, los eventos físicos que primero emiten son los que emiten neutrinos y muy poquito después a veces en orden de segundos después, se emite mucho en electromagnético entonces va a llegar primero la emisión de neutrinos, no porque haya esta venido más rápido, por supuesto no puede venir más rápido que la electromagnética, porque los neutrinos no van más rápido que la luz a pesar de lo que diga algún tipo de ópera Entonces uno ve antes los neutrinos porque el sub-evento, en este caso una supernova, ocurrió primero la emisión de neutrinos y después la copiosa emisión electromagnética O sea que Depende de la naturaleza del evento que emite en electromagnéticos y en neutrinos; uno va a ver una señal un poquito antes que la otra. Entonces todo esto introduce errores ya sistemáticos, errores de observación, errores del desconocimiento del proceso físico o sus detalles que pudieron haber dado origen a estas emisiones, pero bueno, lo que se observó en este. Caso es que uno de los eventos más, no el más energético, pero creo que el tercero o cuarto más energético que Ice Cube haya detectado en los últimos 10 años: es decir, un neutrino de 4 peta electronvoltios, es una brutalidad. Los neutrinos son partículas que casi no tienen masa y estamos hablando de que la energía de este neutrino, de vida a su momento, es 4 peta electronvoltios. 4 peta electronvoltios, o sea, no tera electronvoltios, peta electronvoltios; estamos hablando de una brutalidad. Y lo más interesante de esto, que ese evento de 4 peta electronvoltios, cuya alarma les creo que tuiteé el otro día o la compartí con ustedes, está en coincidencia con una erupción de rayos gamma observada por Fermi, que es el GRB 250309B. Eso quiere decir que es el segundo observado ese día de marzo de este año, o sea, repito, esta alarma salió el 3 de marzo, así que hay una coincidencia casi temporal exacta. Por esto que digo antes, que hay un pequeño delay entre un evento de rayos gamma y una detección de un neutrino muy energético. No es la primera vez que se observan coincidencias de este tipo, por ejemplo, circa 2017, 2018, no me acuerdo cuál de los años; creo que, si no me equivoco mal, fue el 2017, en agosto, por ahí. Hubo también un neutrino muy energético, no tan energético como este, detectado por Ice Cube, que luego se mostró que estaba probablemente en coincidencia con un blázar que se acaba de encender Así que lo que uno hace básicamente es esto, uno observa en alguna frecuencia, en alguna naturaleza de radiación y entonces busca sus Contrapartes electromagnéticos. En el caso IceCube es un ejemplo, uno detecta neutrinos y busca contrapartes electromagnéticas. Lo mismo hace en filosofía LIGO; observa la colisión de dos cosas que parecen ser estrellas de neutrones y uno busca y escanea y dice: ¿Che, no viste vos de paso por ahí una kilonova que se te haya pasado? Entonces, y eso pasó también en agosto del 2017, con el caso del Aigo. Bueno, acá fue un poco filosóficamente lo mismo. La detección de un neutrino de 4 petaléctron voltios ya es una noticia per se, pero encima que parece estar en coincidencia con este gamma reverse de GRB 250309B observado por Fermi. Eso era. Bueno, pues ¿te parece si dejamos los otros ocho temas para la semana que viene y así no tienes que leer nada esta semana? Ya lo tienes, trabajo adelantado; Gastón te llega y te dice: “He leído 8.422 papers en paralelo y solo dos son buenos”. Exacto, bueno, muy bien, pues vamos a dar paso entonces ahora. A la sección de señales de los oyentes con la música, hablábamos antes de música que nos dedicaban los oyentes. En este caso recordamos a ese joven oyente al que echamos de menos: Xiao Fernández. Vamos entonces con la sección de señales de los oyentes, para…
Significado #1 · Palabras #2
Héctor Socas anuncia los temas que se tratarán en el episodio actual: propulsión espacial, computación cuántica, agujeros negros, cuásares, petaneutrinos y fusiones de estrellas de neutrones, además de otros temas que surjan durante la tertulia.
Habla: Héctor SocasSignificado #20propulsión espacial tema tertuliacomputación cuántica episodio actualagujeros negros temas tertuliafusiones estrellas neutrones discusiónseñalyruido com episodios anteriores…Coffee Break, Señal y Ruido, la tertulia semanal sobre la actualidad de la ciencia hoy. Hablaremos sobre propulsión en el espacio, sobre computación cuántica, sobre agujeros negros, cuásares, petaneutrinos, fusiones de estrellas de neutrones. Todo esto y lo que surja, como siempre. Ya saben que tenemos una página web que está muy apañadita, que es señalirruido.com y en esa web tienen todos los episodios anteriores, los 502 episodios anteriores y todos los materiales que necesitan para estar a la última, todas las referencias de todos los temas que tratamos, también toda la información para encontrarnos en redes sociales y también la información de nuestras iniciativas de micromecenazgo si quieren apoyarnos económicamente con pequeñas suscripciones para invitarnos a un café al mes, un desayuno al mes o un almuerzo al mes a partir de un euro al mes. En Patreon, en iVoox y en Paypal. Recuerden, la web es señalirruido.com, señalirruido con ñ y todo junto. Vamos ya a presentar a nuestros contertulios de hoy. Hoy me acompaña Sara Robisco, que es ingeniera informática y científica de datos. Hola Sara, ¿qué tal? ¿Cómo estás? Hola, pues mira, aquí en Toledo, que ahora mismo ha parado de llover, que estamos bajo el agua. Esto es un no parar, una maravilla, y…
Juan Carlos Gil explica cómo las simulaciones con bajo ruido les permiten calcular magnitudes dependientes de momentos más altos, como la función de distribución de velocidades de los electrones y su temperatura.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #17función distribución velocidades electronestemperatura flujo calor plumasimulaciones bajo ruido gil…los comparan con simulaciones previas del método este más burdo PIC, por supuesto son congruentes, pero el PIC tiene unos errores ridículos, sobre todo en los bordes de la cola, y esto le da igual, es súper suave, como diría Francis, es maravilloso con lo ¿Cuál, bueno, validan sus simulaciones y este bajo ruido es lo que nos permite calcular magnitudes que dependen de momentos más altos? Tienes la función de distribución de velocidades de los electrones y por tanto su temperatura, su flujo de calor y bueno, pues caracterizan varias cosas interesantes de la pluma que no se conocían. O sea, estamos hablando, en fin, que estas técnicas de verdad permiten acceder a la física del problema sin tener que fabricar los motores. Primero, la distribución de velocidades axial a lo largo de la pluma es prácticamente más hueliana, con una pequeña pérdida, lo que llaman una cola negativa, en la dirección de vuelta al motor; mientras que la dirección transversal, radial, tiene una…
Juan Carlos Gil explica la distribución del flujo de calor y la temperatura de los electrones en las simulaciones, destacando una simetría axial y un enfriamiento adiabático transversal.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #19simetría axial del flujo de calorenfriamiento adiabático transversal electronesdistribución del calor componente axialtemperatura estable dirección salida…más hueliana, con una pequeña pérdida, lo que llaman una cola negativa, en la dirección de vuelta al motor; mientras que la dirección transversal, radial, tiene una distribución de velocidades que los autores llaman, muy curiosamente, de sombrero de copa. O sea, sube; hay un plató y luego baja, ¿no? Un sombrero de copa. Copa. El flujo de calor está dominado por esta componente axial debido a la simetría, esta que os hablaba en la desmisión axial que tiene una componente negativa. Bueno, pues eso es lo que explica cómo se distribuye el calor. Y la temperatura de los electrones es estable en esta dirección de salida, pero sigue un enfriamiento casi adiabático en la dirección transversal, que es, bueno, pues eso sí que es esperable, ¿no? A los lados no tienes nada, pues se te enfría de forma adiabática. Pero más allá de estos pequeños detalles que interesarán a los expertos en motores, el resumen es que esta simulación Blasov funciona y proporciona un detalle inaudito y nos va a permitir optimizar su diseño siempre que estemos dispuestos a utilizar 4 días de CPU y 4 días de 800 CPUs Segundo artículo, se titula…
Sara Robisco explica cómo investigadores del Instituto Max Planck proponen un método de Machine Learning para analizar la serie temporal de una gráfica, específicamente el momento previo a la fusión de estrellas de neutrones.
Habla: Sara RobiscoSignificado #18machine learning instituto max planckfusión estrellas de neutrones serie temporalseñal característica orbitando neutrones…es un dato bastante grande, bastante complicado de digerir, entonces lo tienes que simplificar. Y esa simplificación para que el sistema bayesiano lo procese, pierdes datos y pierdes precisión, tienes una franja de error bastante grande. Entonces, ¿qué pasa? Que se busca un método, esta gente de Max Planck, de Instituto Alemán, propone un método de Machine Learning que analiza esta serie temporal de la gráfica pero analiza el momento previo a la fusión de las estrellas de neutrones. Entonces ellas en el momento en que empiezan a orbitar generan una señal muy característica que eso quieren identificar con este modelo. ¿Por qué? Porque si el modelo lo detecta tendríamos unos minutos de margen para llamar a estos observatorios y aparte de estos Observatorios, lo que es el telescopio en sí; moverlo no es rápido porque imagínate si moviéramos algo venga de prisa corriendo, puedes montar un destrozo bastante divertido. Entonces hay que dar margen, necesitamos un método rápido, lo que viene siendo…
Gastón Giribet explica la capacidad de IceCube para observar neutrinos con energías extremadamente altas, del orden de peta-electronvoltios.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #2alerta observatorio icecubereporte icecube tres marzoicecube alerta giribetdetector neutrinos icecube polo surinteracciones partículas lluvia neutrinosmasa hielo antártico detectordetector neutrinos icecube antártidaprofundidad hielo entre 1400 y 2400 metrosfotodetectores icecube interacción neutrino aguadetector neutrinos icecube antárticofotodetectores hielo antárticointeracciones neutrinos fotodetectoresneutrinos petaelectronvoltios icecubeenergías neutrinos eventos interacciónneutrinos no atmosféricos solevento energético icecubealerta observatorios astrofísicosblazar encendido recientementefulguración rayos x fermineutrinos y emisiones electromagnéticas blazarcorrelación detección neutrinos rayos gammaemisión rayos x evento energéticodetección neutrinos emisiones electromagnéticaserrores dirección simultaneidad eventosneutrinos llegan antes supernovacolapso supernova emisión neutrinosneutrinos en explosiones supernovasemisión electromagnética supernovasvelocidad luz neutrinos gastón giribetneutrinos señales electromagnéticas eventoerrores sistemáticos observación neutrinosdesconocimiento proceso físico emisionesenergía neutrino cuatro peta electronvoltiosevento icecube 4 peta electronvoltioserupción rayos gamma fermi grb 250309bcoincidencia evento icecube fermigrb 250309b coincidencia neutrinosneutrinos energéticos erupción rayos gammacoincidencia temporal evento marzo 2024detección neutrino agosto 2017detección neutrinos energéticos ice cubecoincidencia blazar recién encendidoradiación frecuencia fenómenos astronómicosdetección neutrinos icecubecolisión estrellas neutrones ligoskilonova tras colisión aigolgamma reverse grb 250309b fermipapers leídos gastón giribet…Señal y ruido. Exacto, no, porque hay algunos que digo: joder, hay que aclarar esto; no sé, no sé cuál, no sé ni qué te dije ya. Bueno, quiere el del petaneutrino, que no era un paper, sino un… Ah, sí, sí, ese no es de los que no me… Sí, en realidad era, claro, no era un paper ni siquiera un preprint, porque creo que lo que les había mostrado era el reporte, la alerta de IceCube. Esa es una cosa que me llamó mucho la atención; me parece interesante que fue el 3 de marzo, hace muy poco. Ice Cube, recordemos lo que es Ice Cube. Ice Cube es un detector de neutrinos; los neutrinos interactúan muy poco con la materia, entonces la forma de observar los pocos eventos que va a haber en una gran lluvia de neutrinos, porque pocos de ellos interactuarán con la materia, es tener una gran cantidad de materia. Entonces, por eso los grandes detectores de neutrinos son o bien grandes volúmenes de agua, o bien usar el gran volumen de agua del océano, o bien usar en este caso de Ice Cube, como su nombre lo indica, cubo de hielo, la gran masa de agua congelada en el polo sur. Entonces es un detector que está cerca del Polo Sur, usa como testigo, digamos, como cámara de recepción el hielo antártico y tiene un montón de cadenas, como de strings, como de líneas, como de guirnaldas de detectores colgando en la Profundidad del hielo entre más o menos 1.400 metros de profundidad y 2.400 metros de profundidad: estamos hablando de más de un kilómetro de profundidad en el hielo Antártico. Antártico, ahí hay millares de fotodetectores que lo que hacen es ver no el neutrino, sino el producto que el neutrino hace cuando interactúa con alguna molécula del agua que forma el hielo antártico. Vos tenés un gran y gratis, prístino, volumen de agua congelada y ahí colgás unos fotodetectores que van mirando qué es lo que, si hubo algún neutrino o no, en qué dirección vino, porque uno puede ver la traza, porque hay diferentes direcciones entonces la idea es que cuando uno ve. Relacionado con esto, primero que la especulación es observar neutrinos en muy grandes energías: estamos hablando del orden de los peta-electronvoltios o más, lo que fuere. Entonces lo que se puede ver ahí es la dirección con la que viene, la energía que tiene el evento de interacción con el neutrino y eso hace que si viene un neutrino muy energético, es decir, no un neutrino que se va de los atmosféricos, de los que vienen del sol, los que pueden ser explicados de otra manera. Si de repente hay un evento muy energético, uno dice esto tiene que tener un origen astrofísico y de un fenómeno astrofísico muy energético. Entonces lo que hace es dispara alertas y mira el resto del cielo y se comunica con otros observatorios y le pregunta: Roberto, ¿vos viste un blázar que se haya encendido recientemente? Fermi, ¿viste alguna fulguración de rayos X? ¿Por qué? Porque uno está buscando eventos en concordancia. Cuando hay, por ejemplo, se enciende un blázar, de repente un blázar adquiere mucha actividad, va a emitir neutrinos y va a emitir otras cosas en electromagnético. Entonces uno tiene la certeza de que hay una correlación, y dice, ah, ¿viste un neutrino? Probablemente vino de allá, porque cuando vos viste un neutrino yo vi una emisión en gamma, o una emisión en X, o una emisión característica de un evento muy energético En particular, Este tiene, bueno, primero que uno nunca puede estar totalmente seguro de la coincidencia porque hay errores ¿errores en qué? Errores en la dirección y también porque uno no espera que los eventos sean exactamente simultáneos. Y esto no tiene que ver con la masa de los neutrinos porque a veces los neutrinos llegan antes, no porque viajen más rápido sino porque cuando algo ocurre por ejemplo imaginemos una explosión de supernova. Cuando explota una supernova primero hay un momento de colapso, los eventos físicos que primero emiten son los que emiten neutrinos y muy poquito después a veces en orden de segundos después, se emite mucho en electromagnético entonces va a llegar primero la emisión de neutrinos, no porque haya esta venido más rápido, por supuesto no puede venir más rápido que la electromagnética, porque los neutrinos no van más rápido que la luz a pesar de lo que diga algún tipo de ópera Entonces uno ve antes los neutrinos porque el sub-evento, en este caso una supernova, ocurrió primero la emisión de neutrinos y después la copiosa emisión electromagnética O sea que Depende de la naturaleza del evento que emite en electromagnéticos y en neutrinos; uno va a ver una señal un poquito antes que la otra. Entonces todo esto introduce errores ya sistemáticos, errores de observación, errores del desconocimiento del proceso físico o sus detalles que pudieron haber dado origen a estas emisiones, pero bueno, lo que se observó en este. Caso es que uno de los eventos más, no el más energético, pero creo que el tercero o cuarto más energético que Ice Cube haya detectado en los últimos 10 años: es decir, un neutrino de 4 peta electronvoltios, es una brutalidad. Los neutrinos son partículas que casi no tienen masa y estamos hablando de que la energía de este neutrino, de vida a su momento, es 4 peta electronvoltios. 4 peta electronvoltios, o sea, no tera electronvoltios, peta electronvoltios; estamos hablando de una brutalidad. Y lo más interesante de esto, que ese evento de 4 peta electronvoltios, cuya alarma les creo que tuiteé el otro día o la compartí con ustedes, está en coincidencia con una erupción de rayos gamma observada por Fermi, que es el GRB 250309B. Eso quiere decir que es el segundo observado ese día de marzo de este año, o sea, repito, esta alarma salió el 3 de marzo, así que hay una coincidencia casi temporal exacta. Por esto que digo antes, que hay un pequeño delay entre un evento de rayos gamma y una detección de un neutrino muy energético. No es la primera vez que se observan coincidencias de este tipo, por ejemplo, circa 2017, 2018, no me acuerdo cuál de los años; creo que, si no me equivoco mal, fue el 2017, en agosto, por ahí. Hubo también un neutrino muy energético, no tan energético como este, detectado por Ice Cube, que luego se mostró que estaba probablemente en coincidencia con un blázar que se acaba de encender Así que lo que uno hace básicamente es esto, uno observa en alguna frecuencia, en alguna naturaleza de radiación y entonces busca sus Contrapartes electromagnéticos. En el caso IceCube es un ejemplo, uno detecta neutrinos y busca contrapartes electromagnéticas. Lo mismo hace en filosofía LIGO; observa la colisión de dos cosas que parecen ser estrellas de neutrones y uno busca y escanea y dice: ¿Che, no viste vos de paso por ahí una kilonova que se te haya pasado? Entonces, y eso pasó también en agosto del 2017, con el caso del Aigo. Bueno, acá fue un poco filosóficamente lo mismo. La detección de un neutrino de 4 petaléctron voltios ya es una noticia per se, pero encima que parece estar en coincidencia con este gamma reverse de GRB 250309B observado por Fermi. Eso era. Bueno, pues ¿te parece si dejamos los otros ocho temas para la semana que viene y así no tienes que leer nada esta semana? Ya lo tienes, trabajo adelantado; Gastón te llega y te dice: “He leído 8.422 papers en paralelo y solo dos son buenos”. Exacto, bueno, muy bien, pues vamos a dar paso entonces ahora. A la sección de señales de los oyentes con la música, hablábamos antes de música que nos dedicaban los oyentes. En este caso recordamos a ese joven oyente al que echamos de menos: Xiao Fernández. Vamos entonces con la sección de señales de los oyentes, para…
