OPERA ( Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus ) es un experimento para estudiar las oscilaciones de neutrinos . Tiene como objetivo probar la hipótesis de la transformación de unos tipos de neutrinos (neutrinos electrónicos, muónicos y tau) en otros. En 2010, como parte del experimento, se obtuvo evidencia directa de que los neutrinos muón pueden convertirse en neutrinos tau [1] .
El experimento utiliza un haz de neutrinos muónicos generado por el CERN Proton Super Synchrotron (SPS) en Ginebra y enviado al Laboratorio Subterráneo Gran Sasso (LNGS), donde se encuentra el detector OPERA, que se utiliza principalmente para detectar neutrinos tau que surgen de neutrinos muónicos. oscilaciones El camino de 732 kilómetros desde el CERN hasta el laboratorio Gran Sasso toma partículas 3 milisegundos. El detector del proyecto OPERA consta de aproximadamente 150 mil elementos (los llamados "ladrillos" (ladrillo)) con un peso total de 1300 toneladas: placas de plomo intercaladas con una película de emulsión con un peso de 8,3 kg cada una [2] . Además de ellos, el dispositivo está equipado con detectores electrónicos y otra infraestructura de apoyo. Su construcción comenzó en 2003 y se completó en la primavera y el verano de 2008 . El experimento se encuentra actualmente en su fase activa.
Aproximadamente 200 físicos de 36 institutos y 13 países, incluida Rusia [3] , participan en el proyecto OPERA .
El 22 de septiembre de 2011 apareció en el archivo de preprints electrónicos una preimpresión de un artículo en el que los autores analizan las posibles razones que conducen a la velocidad superlumínica de los neutrinos desde la fuente hasta el detector [4] [5] . No existe una interpretación unívoca de los resultados obtenidos.
Luego[ ¿cuándo? ] el experimento fue repetido por el mismo proyecto en la misma instalación con una técnica modificada: los neutrinos se enviaron en pulsos cortos de 3 ns de duración con un intervalo de 524 ns, como resultado de lo cual se detectaron de manera confiable 20 neutrinos. La medición de su velocidad confirmó las suposiciones iniciales sobre su movimiento con velocidad superlumínica [6] [7] .
En febrero de 2012, fue posible identificar algunos supuestos errores de hardware en la operación del detector de neutrinos OPERA usado. Sin embargo, esto no aclaraba del todo la situación, ya que estos errores podían tener el efecto contrario en la medida de la velocidad del neutrino, y no se establecía su valor exacto. La primera posible fuente de error, el oscilador utilizado para obtener la marca de tiempo para la sincronización con el GPS, podría dar lugar a una sobreestimación del tiempo de vuelo del neutrino. El segundo es un conector de cable de fibra óptica que transmite la señal GPS al reloj OPERA. Su funcionamiento incorrecto podría dar lugar a una subestimación del tiempo de vuelo de los neutrinos. [8] [9]
Se llevaron a cabo experimentos repetidos como parte del experimento ICARUS. Este detector de neutrinos también se encuentra en el laboratorio Gran Sasso y también es capaz de atrapar partículas enviadas desde el CERN. Los resultados de los experimentos con haces de partículas cortas en ICARUS mostraron que los neutrinos llegaron al detector exactamente de acuerdo con la teoría, es decir, no viajaron más rápido que la luz en el vacío.
En mayo de 2012, OPERA llevó a cabo una serie de experimentos de control y llegó a la conclusión final de que un defecto técnico era el motivo de la conclusión errónea sobre la velocidad superlumínica. El conector del cable óptico no estaba completamente reparado, lo que provocó la atenuación de la señal óptica y un aumento significativo del retraso en el circuito eléctrico para detectar el pulso del reloj ESAT PPmS cuando se transmitía desde el GPS al reloj maestro OPERA [10 ] [11] [12] [13] .
| Experimentos y detectores en física de neutrinos | |
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