08/06/2012 - Los neutrinos respetan el límite de velocidad de la luz

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Los neutrinos enviados desde el CERN, en la frontera franco-suiza, a Gran Sasso, en Italia, se ajustan al límite de velocidad cósmico de la luz.

Los responsables de los experimentos del laboratorio subterráneo italiano, incluido OPERA, acaban de presentar sus resultados en la conferencia Neutrino 2012 de Kyoto, las últimas medidas que lo confirman.

El CERN ha utilizado tecnología española para mejorar las mediciones.

Resultados de los cuatro experimentos

Se trata de Borexino, ICARUS, LVD y OPERA, que han medido un tiempo de vuelo del neutrino consistente con la velocidad de la luz. Esto está en desacuerdo con una medida que la colaboración OPERA puso a disposición de la comunidad científica para su examen en septiembre pasado, lo que indica que aquella medición se pudo deber a un elemento defectuoso del sistema de fibra óptica que mide el tiempo del experimento.

“A pesar de que este resultado no es tan emocionante como algunos hubieran deseado, es el que todos esperábamos”, dice Bertolucci. "La historia ha cautivado la imaginación del público, y ha dado la oportunidad de ver el método científico en acción: un resultado inesperado es puesto a disposición para su escrutinio, minuciosamente investigado y resuelto en parte gracias a la colaboración entre experimentos habitualmente competidores. Así es como la ciencia avanza”.

El CERN ha utilizado tecnología desarrollada en España para mejorar las medidas de la velocidad de los neutrinos del experimento OPERA. Esta tecnología se denomina White Rabbit, y es capaz de sincronizar hasta 2.000 nodos separados por más de 10 kilómetros con una precisión de un nanosegundo. Ha sido desarrollada por las empresas Integrasys y Seven Solutions, una spin-off surgida de la Universidad de Granada, así como el propio CERN y otros laboratorios.

Según Javier Serrano, responsable del proyecto White Rabbit en el CERN, este sistema “ha sido crucial al menos en OPERA e ICARUS”, otro experimento situado en el Laboratorio Subterráneo de Gran Sasso. Serrano explica que White Rabbit actúa como esquema independiente que se instala en paralelo con el sistema anterior, lo que permite detectar posibles errores. Así, White Rabbit se ha utilizado para garantizar la redundancia del antiguo enlace de sincronización en OPERA (que tuvo el problema de conexión), así como para caracterizar uno de los osciladores OCXO que controla la frecuencia en transmisiones “que, según se descubrió a principios de 2012, no estaba en su frecuencia nominal”.

En ICARUS, que en marzo pasado obtuvo una medida de la velocidad de los neutrinos emitidos desde el CERN hasta Gran Sasso consistente con la velocidad de la luz, White Rabbit se ha utilizado para mejorar la redundancia del antiguo enlace de sincronización, lo cual, afirma Serrano, “permitió afinar las calibraciones de ambos sistemas mediante correlaciones antes del inicio del experimento”.

Transparencia de los resultados

Además de mejorar la redundancia en la sincronización de los tiempos de emisión y detección de neutrinos, otro aspecto que Javier Serrano destaca de la inclusión de White Rabbit al sistema es la “transparencia completa”. “Hemos publicado los datos día a día en Internet para todo el mundo, lo que ha permitido identificar problemas y resolverlos a tiempo para que White Rabbit pudiera hacer estas aportaciones”. El soporte hardware del sistema, y en particular el switch White Rabbit y los nodos en formato PCIe, es completamente abierto, y los diseños se han publicado bajo la licencia de hardware abierto del CERN.

Otros experimentos ubicados en Gran Sasso como Borexino y LVD también aplicarán el sistema White Rabbit. Asimismo, este sistema se ha usado en el CERN para corroborar los resultados del año pasado relacionados con OPERA, donde aseguró la redundancia del antiguo enlace de sincronización (entre el receptor GPS y la extracción en el punto 4 del SPS) y supuso una mejora de la incertidumbre.

Además de los experimentos en Gran Sasso y el CERN, otros laboratorios y experimentos de física de partículas del mundo aplicarán la tecnología White Rabbit: los alemanes DESY y GSI, especializados en física nuclear; el futuro observatorio internacional de rayos gamma CTA (del que España aspira a albergar su sede en el hemisferio Norte) o el telescopio de neutrinos KM3NET, son algunos de los interesados. La participación española en estos proyectos se promueve de forma coordinada desde el Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN).

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