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Juan Carlos GilJosé EdelsteinIgnacio CrespoBorja TosarFrancis VillatoroHéctor SocasLuisa Achaerandioradiación cherenkov y hielodetección de neutrinos polospropuesta halsen radiación cherenkovdetectores oceánicos neutrinoskm3 detección de neutrinos mediterráneofrancis halsen premio nobeldetección de neutrinos con hielo polarcontribución pionera john lernerice cube detecta neutrinos antártidaneutrinos cruzan tierra polo opuestoradiación cherenkov hielo profundovelocidad luz índice refracción hieloradiación cherenkov interacción neutrinoleptón electrón muón tabónhalsen lidera proyecto investigación polo surradiación CherenkovFrancis HalsenPolo SurFrancis VillatoroJosé EdelsteinIce CubeAntártidaJoséEnrique SassICFAEJaimeRadiofrecuenciaPremio NobelKM3MediterráneoJohn LernerAscariánUnión SoviéticaGuerra FríaIceCubeQuartzLectonesMartínLaigo FuebarisHalsenJosé Enrique ZasUniversidad de Santiago de Compostela
Propuesta Halsen radiación Cherenkov
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Francis Villatoro describe una propuesta de Francis Halsen publicada en 1988 sobre cómo utilizar la radiación Cherenkov y el hielo en los polos para detectar neutrinos, comparándola con otras propuestas que involucran el océano.
…de años luz de distancia, Entonces ellos nos pueden indicar cuál es el origen de estos rayos cósmicos y propiedades de los sistemas físicos ultraenergéticos que producen los rayos cósmicos. Entonces eso le hace desviarse completamente del camino que llevaba Marcado y presentar un artículo en 1988 en el que propone la idea de utilizar la radiación Cherenkov y el hielo, por ejemplo en los polos, para detectar neutrinos. Esto es una propuesta que va en la línea de otras propuestas que propusieron usar el océano, un trozo de mar y otro tipo de detectores. Y es una propuesta que es la que ha acabado dándole el premio Nobel. Entonces él propuso una idea que se llamaba Duman, D-U-M-A-N-D, que era un detector de neutrinos y muones que utilizara aguas profundas, que hoy en día es el KM3 que está desarrollándose en el Mediterráneo para detectar neutrinos y eso acabó derivando hacia la posibilidad. De utilizar también, en ese famoso artículo de 1988 con Lerner, John Lerner, que no ha recibido el premio 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 se mueve a altísima energía y produce esa radiación Cherenkov. Entonces, es un poco la idea, que claro, llevar a la práctica una idea, tú eres un físico teórico, pues ponerte a liderar un proyecto de investigación que acabe conduciendo a usar, digamos, instrumentar un trozo de hielo en el Polo Sur, pues no parece algo muy fácil y es todo un reto. que aceptó Halsen y que ha estado liderando durante mucho tiempo. El gran primer hito de Halsen fue un proyecto de principios de los 90 que se llamaba Amanda. Y Amanda fue muy importante; tenía como 10 collares de fotomultiplicadores, son unas cadenas que se entierran en el hielo por debajo de un kilómetro y que…
Significado #1 · Palabras #1
José Edelstein continúa la narración sobre la detección de neutrinos, comparándola con la evolución de los telescopios y mencionando a Francis Halsen como un pionero en este campo.
Habla: José EdelsteinPalabras #15francis halsen pionero detectores neutrinosneutrinos energéticos galaxia violentadetector sensible a neutrinos…fondo cósmico de microondas, pero no los hemos podido medir todavía. La pregunta es si es posible medirlos porque una cosa que la teoría te diga que deben existir y que la teoría sea muy convincente, pero si luego no los puedes detectar pues de poco sirve. Entonces, en esa carrera, al igual que ocurre con los telescopios, pasar de un telescopio óptico a un radiotelescopio requiere otra tecnología; requiere probar que funciona, que los ruidos no están por encima de la señal, etc. Aquí Francis Halsen fue un pionero, digamos, como ahora va a contar Francis, en tratar de aprovechar alguna propiedad: cómo hacer para construir un detector que justamente, sobre todo, sea sensible a los neutrinos muy energéticos que vienen de procesos muy violentos de fuera de nuestra galaxia; básicamente, eso creo que es el propósito inicial. Déjame decir una cosa que me gusta remarcar, un dato que me gusta poner sobre la mesa para dar una noción clara de esto que estaba diciendo José sobre la indetectabilidad y sobre realmente los fantasmagóricos que son los neutrinos y es el siguiente, o sea,…
Francis Villatoro menciona que Francis Halsen escribió un libro famoso sobre Quartz y Lectones, destacando su especialización en física teórica de Quartz e interacción fuerte desde los años 70 hasta principios de los 80.
Habla: Francis VillatoroPalabras #10libro quartz y lectones halsen martínfísica teórica de quartz halseninteracción fuerte halsen años 70cronominámica cuántica halsenneutrinos mensajeros del origen rayos cósmicoshalzen descubre neutrinos con zasinvestigación en rayos cósmicos halzendetección fiable fuentes astrofísicas…propiedades todavía no las podemos integrar dentro del modelo estándar porque tenemos teorías alternativas porque hay muchas de sus propiedades que ignoramos aún. Hay elecciones, puede ser un valorante aquí, por ejemplo, José ha comentado el tema de la masa. Halsen escribió con Martín un libro muy famoso de Quartz y Lectones; es un libro muy famoso porque Francis Halsen se dedicaba fundamentalmente a la física teórica de Quartz, a la interacción fuerte, desde los 70 a principios de los 80; era un gran especialista en cronominámica cuántica. Pero como pasa a veces con ciertos investigadores te das Cuenta de que realmente puedes aportar cosas más interesantes si renaces en cuanto a investigación en otro tema. Gracias a una colaboración con una persona que ahora comentará en más detalle, José Enrique Zas, que se encuentra ahora en la Universidad de Santiago de Compostela, Halzen descubre el asunto de los neutrinos como mensajeros del origen de los rayos cósmicos. Se empieza a interesar en los 80, en los 1980, en el tema de cómo podemos detectar de una manera más o menos fiable cuáles son las fuentes astrofísicas de los rayos cósmicos y se da cuenta de que explorando la detección de neutrinos, como los neutrinos, como ha comentado José, prácticamente viajan en línea recta y es imposible que casi que se desvíen en camino de miles de millones de años luz de distancia, Entonces ellos nos pueden indicar cuál es el origen de…
Francis Villatoro describe una propuesta de Francis Halsen publicada en 1988 sobre cómo utilizar la radiación Cherenkov y el hielo en los polos para detectar neutrinos, comparándola con otras propuestas que involucran el océano.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1radiación cherenkov y hielodetección de neutrinos polospropuesta halsen radiación cherenkovdetectores oceánicos neutrinoskm3 detección de neutrinos mediterráneofrancis halsen premio nobeldetección de neutrinos con hielo polarcontribución pionera john lernerice cube detecta neutrinos antártidaneutrinos cruzan tierra polo opuestoradiación cherenkov hielo profundovelocidad luz índice refracción hieloradiación cherenkov interacción neutrinoleptón electrón muón tabónhalsen lidera proyecto investigación polo sur…de años luz de distancia, Entonces ellos nos pueden indicar cuál es el origen de estos rayos cósmicos y propiedades de los sistemas físicos ultraenergéticos que producen los rayos cósmicos. Entonces eso le hace desviarse completamente del camino que llevaba Marcado y presentar un artículo en 1988 en el que propone la idea de utilizar la radiación Cherenkov y el hielo, por ejemplo en los polos, para detectar neutrinos. Esto es una propuesta que va en la línea de otras propuestas que propusieron usar el océano, un trozo de mar y otro tipo de detectores. Y es una propuesta que es la que ha acabado dándole el premio Nobel. Entonces él propuso una idea que se llamaba Duman, D-U-M-A-N-D, que era un detector de neutrinos y muones que utilizara aguas profundas, que hoy en día es el KM3 que está desarrollándose en el Mediterráneo para detectar neutrinos y eso acabó derivando hacia la posibilidad. De utilizar también, en ese famoso artículo de 1988 con Lerner, John Lerner, que no ha recibido el premio 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 se mueve a altísima energía y produce esa radiación Cherenkov. Entonces, es un poco la idea, que claro, llevar a la práctica una idea, tú eres un físico teórico, pues ponerte a liderar un proyecto de investigación que acabe conduciendo a usar, digamos, instrumentar un trozo de hielo en el Polo Sur, pues no parece algo muy fácil y es todo un reto. que aceptó Halsen y que ha estado liderando durante mucho tiempo. El gran primer hito de Halsen fue un proyecto de principios de los 90 que se llamaba Amanda. Y Amanda fue muy importante; tenía como 10 collares de fotomultiplicadores, son unas cadenas que se entierran en el hielo por debajo de un kilómetro y que…
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 VillatoroPalabras #19icecube 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, si las reglas para otorgar el Premio Nobel fueran diferentes, Ice Cube habría sido galardonado con dicho premio, comparando la situación con la de Laigo Fuebaris.
Habla: Francis VillatoroPalabras #12premio nobel ice cube colaboraciónlaigo fuebaris proyecto primera luzhalsen premio nobel física excepcionalpionero propuesta halsen inicio proyecto…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, digámoslo así, primera luz en el caso de Laigo Fuebaris. En este caso ha sido Halsen; en ambos casos, tanto el pionero que lo propone como el que lo lleva a poner en marcha y por eso pues Halsen ha obtenido el premio Nobel como es algo ya muy excepcional. Hace muchos años que no ocurría que un premio Nobel de física se concedía a una única persona y tenemos a Halsen como único ganador del premio Nobel. Además, ¿quién apostó por el instrumento cuando la gente, por razones más o menos obvias, no creía que fuera posible? No cree que fuera a andar, no cree que fuera a tener señales, y Héctor para tu tranquilidad y para que también nuestros oyentes sepan que en…
José Edelstein relata el inicio de la investigación sobre el uso del hielo como detector, mencionando al físico soviético Ascarián y su trabajo durante la Guerra Fría.
Habla: José EdelsteinSignificado #7 · Palabras #8ascarián efecto cherenkov guerra fríadetección radio partículas hielo ascariánobservaciones astrofísicas agua hielo…se va a acordar en el futuro, pero que también hubo que intentarlo. Claro, además de cada uno de esos intentos, uno va aprendiendo cosas que permiten que luego alguien termine construyendo algo en el que usó la experiencia de los que no funcionó también. por supuesto Bueno, cuento rápidamente cuando él empezó, cuando Francis Halsen empezó a tener esta dirección de investigación, ni siquiera la iniciativa de usar el hielo como posible detector. Había, era la época de la Guerra Fría, en la Unión Soviética había ya un físico a pedido Ascarián que había calculado, en principio estaba calculando el efecto Cherenkov. Bueno, en realidad la emisión de radio, él estaba interesado en la remisión de radio de una partícula viajando en agua o en hielo con la intención de utilizarlo para observaciones astrofísicas, pero el cálculo era incompleto y en particular no había no terminaba de aclarar al final cuánta era la emisión, si era una emisión que justamente es medible o era algo realmente que no iba a estar por debajo de cualquier umbral de detección. Y ahí es cuando lo comenta Halsey, de hecho en varias entrevistas, incluso creo que este mismo año cuando 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…
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 EdelsteinPalabras #4cálculo 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 #17 · Palabras #9cascadas de partículas icecuberadiación cherenkov detectorestrayectoria y energía partícula incidente…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…