lunes, 23 de julio de 2012

Raigs còsmics: la pluja de neutrins


“A curt termini no tinc proposat aturar-me. Vull entendre l’Univers i respondre les grans preguntes. Això és el que em fa seguir endavant”.

Stephen W. Hawking


Estimat/ada lector/a, mentre llegeixes aquestes paraules, milions de partícules estan creuen els teus ulls, les mans amb les que sostens aquesta revista, el teu cos. Aquestes partícules venen de les galàxies més llunyanes, de la nit dels temps. Són els raigs còsmics.

Quan acabis de llegir aquesta frase, el nostre Sol haurà emès més neutrins (una partícula elemental) que la suma de tots els grans de sorra de totes les platges i deserts del nostre petit planeta. Mentre segueixis llegint, aquesta quantitat superarà el nombre d’àtoms que composen tots els organismes humans vius del moment (i dels que ara mateix estan veient la llum!!).

Has de saber que, als teus ulls, no només entren els fotons (les partícules que formen la llum) que et permeten llegir aquestes línies. Una increïble pluja de partícules els travessa i, també, a la resta del teu organisme i a tot el planeta Terra.

Aquesta constant pluja microscòpica esta formada per una gran varietat de partícules (un zoològic de partícules, millor dit!!) de noms tant exòtics com ara neutrins, muons, pions, etc.
No obstant això, dins d’aquest ampli i “particular” (perdó per el joc de paraules) ventall, les partícules més importants i significatives per a l’estudi científic són els neutrins.

Aquestes estranyes i “fantasmagòriques” partícules han portat de cap als físics de partícules des de que es va intuir la seva existència a principis del segle XX de la mà del físic Wolfang Pauli (foren Frederick Reines –premi Nobel de física l’any 1995 –i el seu col·lega Clyde Cowan els qui varen observar aquestes estranyes partícules), el seu origen encara ens és parcialment desconegut, són guardianes dels grans secrets de l’origen del nostre Univers i de la situació actual d’aquest.

D’on venen aquestes curioses partícules sense càrrega? 
Doncs provenen de l’interior de les estrelles, són producte de les reaccions que es donen a l’interior d’aquestes, com també succeeix amb la reacció d’anihilació d’un electró amb la seva antipartícula, el positró (el contacte/anihilació d’un electró i un positró produeix dos fotons), d’aquí prové una de les explicacions sobre la llum que generen les estrelles.

Aquestes partícules viatgen des de les profunditats de l’espai fins a nosaltres, sent portadors i testimonis dels successos més violents de l’univers, com ara la mort d’una estrella.

Capturar aquestes partícules “trapelles” pot ajudar a revelar-nos els majors secrets de l’Univers, és per això que als físics els hi resulten tan interessants.

En general, els neutrins no interactuen amb gairebé res (tenen una massa molt petita – es necessiten aproximadament uns 100.000 neutrins per a igualar la massa d’un electró –i no tenen càrrega elèctrica, fet que fa que sigui impossible detectar-los amb aparells i instruments convencionals sensibles al camp electromagnètic). Creuen impertorbables les grans distàncies de l’Univers com si no hi hagués matèria en tot aquest tram, i arriben a la Terra, on prossegueixen amb el seu ancestral viatge.
 
La part positiva de tot això és que, tot i que estem contínuament submergits en un “mar” de neutrins, són totalment innocus, amb prou feines interactuen amb el nostre cos.

Ara bé, només ens arriben neutrins a la Terra? No! Tal i com ja he dit abans, hi ha un ventall immens de partícules “plovent” sobre els nostres caps. El 98% de les partícules que arriben a l’atmosfera terrestre, la travessen, creuen l’escorça terrestre i prossegueixen el seu viatge còsmic, són protons i partícules alfa (àtoms d’Heli) d’alta energia.

Partícules primàries
Al conjunt de protons i de partícules alfa, se’l coneix amb el nom de “partícules primàries”. 
Aquestes partícules primàries, al arribar a la nostra atmosfera, interaccionen amb ella i amb el camp magnètic de la Terra.

Aquesta interacció produeix les anomenades “partícules secundàries”, les quals, a diferencia dels seus germans (els neutrins), podem observar.

A nivell del mar s’observa (en xifres aproximades): un 72% de muons, un 15% de fotons i un 9% de neutrons (que no són pas com els neutrins anteriorment esmentats).

Què ens diuen?
L’observació de totes aquestes partícules ens ajuda a entendre i comprendre la constitució bàsica de l’Univers a un nivell, diguem-ne, més “íntim”.
La investigació en cosmologia i en física de partícules ens aporta una quantitat de coneixement sorprenent sobre el nostre Univers i, alhora, ens suposa l’obertura a més i més noves incògnites en la comprensió de la fuga còsmica.

Malauradament, tot i que se n’estiguin produint de nous contínuament, molts neutrins són antiquíssims (alguns estaven a primera fila observant els esdeveniments del Big Bang!!) i resulta una autèntica llàstima no ésser capaços d’estudiar-los com és degut, ja que ens aportarien una informació d’incalculable valor per al coneixement humà sobre l’Univers; òbviament, tal i com va dir el físic Stuart Clark: “Alguns astrònoms fingeixen tenir totes les respostes, però no les tenim, i el públic aprecia la nostra honestedat. A la ciència li queden moltes coses per a descobrir i un gran camí a recórrer”.

Tal i com va dir Albert Einstein: “Aquestes observacions i noves teories em semblen molt interessants i prometedores. Tot i així em temo que no responen a la més antiga”. A la humanitat ens queda un llarg camí per recórrer en la nostre comprensió d’un indret tant immens com és el nostre Cosmos.


Per saber – ne més:

  • Article del número 101 (Juny de 2011) de Ciència i Societat de la revista: l’Ametlla d’Arenys. Autor: Tony Marzoa Domínguez.


  • Articles de la web Materia:


No hay comentarios:

Publicar un comentario