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Super-Kamiokande

Super-Kamiokande: así es el observatorio de neutrinos localizado en Japón

En la galaxia, cada siglo aparecen tan solo tres o máximo cuatro supernovas. Se trata de eventos superenergéticos de donde se disparan diversos neutrinos con la velocidad de la luz. Para detectarlo se ideó el Super-Kamiokande, un invento japonés de gran relevancia.

Su función se basa en un sistema informático para ser usado de vigilancia en tiempo real. De esta manera, la comunidad científica estará al tanto del momento en que lleguen las partículas misteriosas. Estos elementos ofrecen información crucial acerca del colapso de las estrellas y las formaciones de agujeros negros.

¿Qué son los neutrinos?

Se refiere a una partícula que siempre se ha considerado muy misteriosa, ya que es difícil de detectar. Se trata de un átomo elemental subatómico que cuenta con una pequeña masa, no tiene carga y su espín es medio.

Super-Kamiokande

La razón por la que se denominan neutrinos es porque se tratan de átomos neutros. Sus características hacen que raramente interaccionen con la materia, por eso son tan difíciles de encontrar. Esto se debe a que atraviesa la materia, del mismo modo, que la luz traspasa el cristal.

Como son partículas con masas diminutas, se pensaba que no contenían nada. Quizás ese sea el motivo de que se muevan a velocidades que los lleven tan cerca de la luz. La procedencia de los neutrinos viene dada de los procesos nucleares, los núcleos de las estrellas, aceleradores de partículas y el Big Bang.

Lo único que puede afectar a los neutrinos de una manera débil o pequeña es la fuerza gravitatoria. Debido a que, como no tienen carga, no logran interaccionar con la electromagnética y mucho menos con la fuerza.

Funcionamiento de los neutrinos

Es importante que, antes de conocer qué es el Super-Kamiokande, estés al tanto del papel de los neutrinos. Como ya dijimos, los neutrinos se mueven a velocidades increíbles, y aunque se asemeja a la luz, no la puede alcanzar. Ningún cuerpo con masa podría movilizarse de esa manera.

Por otra parte, para explicar las reacciones de las partículas elementales se requieren tres clases de neutrinos. Así como también, son necesarios los antineutrinos. Estos últimos son difíciles de detectar, pero no imposible.

La importancia de que los neutrinos contengan masa es descomunal. Para poder incorporar la masa de neutrinos a un patrón de partículas, se requiere algo diferente al modelo estándar.

¿Qué es el Super-Kamiokande?

El Super-Kamiokande o Super K es un novedoso observatorio, ubicado en Japón, diseñado para estudiar los neutrinos atmosféricos y solares. Así se evitaría detectar el decaimiento de neutrinos o protones que provienen de supernovas de cualquier lugar de la galaxia.

Este equipo se ubica a 1000 m debajo de la tierra, específicamente en la mina de Mozumi. La propiedad es de la compañía Kamioka Mining and Smelting. Cuenta con cincuenta mil toneladas de agua pura rodean once mil tubos que son fotomultiplicadores.

De igual manera, tiene una estructura cilíndrica que mide 40 metros de alto por 40 de ancho. La interacción  de los neutrinos con los electrones y los núcleos de agua podrían producir partículas que se mueven rápidamente. Este proceso genera un cono de la luz que causa la radiación de Cherenkov.

El patrón característico del destello proviene de la información sobre la dirección. Mientras que para los neutrinos atmosféricos se generan de las partículas que llegan. La diferencia en el tiempo, se experimenta con la llegada de la pared detectora en el área superior del cono. Mientras que el apartado inferior se emplea para calcular la dirección más próxima a la partícula.

Curiosidades del Super-Kamiokande

En una revista realizada a tres científicos que trabajaron en este ambicioso proyecto, bajo el nombre de Super-Kamiokande, se pudo saber sobre los beneficios y los peligros de estas instalaciones. Aun cuando las partículas estudiadas se consideran ínfimas y poco perjudiciales.

Al estudiar los neutrinos se comprende mejor los elementos enormes que conforman las supernovas. De esta manera, se podrá determinar la composición del universo. Cuando se vigilan los neutrinos es más fácil detectar las estrellas que colapsan o mueren. Permitiendo con ello, que el proceso sea minuciosamente estudiado y se razone acerca de todo lo que nos rodea.

El experto Yoshi Uchida de Londres explicó este asunto con ejemplos prácticos. Ya que este indica que en el supuesto de que una supernova termine colapsando sobre sí misma y se transforme en agujero negro, en este caso, el Super-Kamiokande es uno de los pocos lugares del planeta que apreciaría los neutrinos cayendo a la superficie.

Se calcula que cada treinta años ocurren explosiones de supernova. Por lo que, si se pierde algún evento de estos, tocaría esperar tres décadas para poder presenciar otra. Por esta razón, estudiar los neutrinos es la mejor vía para descubrir lo que realmente pasó en el Big Bang.

¿Es seguro este observatorio de neutrinos?

En cuanto a los peligros a que se exponen, Matthew Malek señaló algo curioso que le sucedió. Se trata del hecho de que el agua es ultrapura, por eso se creía que serviría como el mejor exfoliante. En cierto momento, Malek sumergió unos centímetros de su cabello en esta agua, como resultado, la sustancia extrajo todos los nutrientes de su cabello y en el momento tan solo le ocasionó un leve picor.

El hecho no fue algo voluntario, sucedió que un día se trasladaron en balsa para realizar el mantenimiento. Pero un fallo en el mecanismo provocó que se quedaran por horas en espera de auxilio. Tomó la determinación de recostarse y sin querer su cabello tocó el agua.

Anteriormente, en el año 2001, miles de tubos fotomultiplicadores implosionaron en cadena, quebrando de esta forma los tubos contiguos. No obstante, fue reparado y se redistribuyeron los otros tubos fotomultiplicadores, añadiendo un escudo protector de acrílico.

Se espera que el Super-Kamiokande tenga sucesor, porque ya se encuentran trabajando en la fabricación de un tanque de mayor capacidad. El mismo duplicará veinte veces su tamaño y tendrá cien mil tubos fotomultiplicadores. La fecha aproximada es para el año 2026. Así que, es muy probable, que la ingeniería y la ciencia nos sorprendan con un nuevo logro.

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