Amazings Bilbao 2011 y los neutrinos superlumínicos observados por OPERA en Gran Sasso, Italia

Si hoy (o mañana) estás en Bilbao y te gusta la ciencia, no puedes dejar de lado una visita al Paraninfo de la UPV/EHU, al lado del Guggenheim, “Amazings Bilbao 2011, un evento de ciencia abierto a todos. Amazings Bilbao 2011 es un evento divulgativo de la ciencia a gran escala, gratuito y abierto a todo el público.” Mi charla será mañana por la mañana a las 10:20… pero hay otras mucho más interesantes y divertidas.

Por cierto me podéis escuchar hablando sobre el Higgs en “La Mecánica del Caracol” (empiezo en el minuto 13:30). Espero que os guste y no haber metido mucho la pata por los nervios. 

Amazings Bilbao 2011 está siendo todo un éxito (enlace para disfrutarlo vía streaming en directo). Lograr llenar (casi) una sala de 500 asientos un viernes laborable por la mañana para hablar de ciencia no es fácil y se ha logrado. ¡Todo un éxito! Las charlas están siendo divertidas y todos estamos disfrutando. El momento más twitteado ha sido cuando Mulet se comió en vivo en directo un tomate transgénico, poco después de haberse inyectado un chute de insulina (es diabético); la insulina “rápida” es transgénica. Pero en general todos lo están haciendo muy bien.

Esta mañana, durante el descanso “todo el mundo” se ha preguntado y me ha preguntado por la noticia del día, los neutrinos superlumínicos observados por el experimento Opera, en Gran Sasso (en el centro de Italia). He visto en directo la charla que se ha emitiendo desde el CERN (webcast); el turno de preguntas lo he escuchado (en inglés) por una oreja, mientras por la otra oía (que no escuchaba, en español) las charlas de Amazings Bilbao 2011 (lo sé, me he reído de pocos chistes, pero es que me ha costado pillarlos mientras concentraba mi cerebro torpe en la charla del CERN). El artículo técnico, para los más atrevidos, es OPERA, “Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam,” ArXiv, 22 Sep 2011. Hay que recordar que MINOS también observó (con mucha menor confianza estadística) neutrinos superlumínicos, el artículo técnico es MINOS Collaboration, “Measurement of neutrino velocity with the MINOS detectors and NuMI neutrino beam,” Phys. Rev. D 76: 072005, 2007 [ArXiv preprint].

Bueno, al grano, OPERA es un experimento diseñado para estudiar las oscilaciones de los neutrinos (el cambio de tipo de un neutrino conforme se propaga). Un haz de neutrinos muónicos es generado en el CERN (en el acelerador SPS) y tras recorrer unos 730 km de distancia (en unos 3 milisegundos) llega hasta el laboratorio subterráneo de Gran Sasso. Los neutrinos muónicos pueden oscilar a neutrinos tipo tau durante su viaje y OPERA está preparado para detectar estos neutrinos tipo tau, cuando colisión con átomos de plomo y producen muones que son fáciles de detectar. Entre las placas de plomo se encuentran unas películas fotográficas en las que se observan las trazas de los muones (que recorren unos pocos micrómetros antes de decaer en neutrinos y un electrón). La idea de este experimento que lleva tomando datos desde 2008 es muy interesante. Lo que nadie podía esperar, salvo los científicos de MINOS y algunos otros científicos era lo que ha descubierto el grupo de Lión que ha analizado los datos.

Tras tres años de análisis, OPERA ha medido la velocidad de los neutrinos y ha encontrado que se propagan a una velocidad mayor que la luz. ¡Toma ya! Y además lo afirman con una confianza estadística de 6,1 sigmas (desviaciones típicas). ¡Toma ya! Premio Nobel en ciernes. ¿Cómo es posible? Los neutrinos violan la simetría CPT (que es equivalente a la invarianza Lorentz de la relatividad de Einstein) o, según algunas teorías de cuerdas, se propagan por las dimensiones extra del espacio tomando un atajo espaciotemporal, o el proceso de oscilación (cambio de identidad) de los neutrinos conlleva un proceso mecánico-cuántico desconocido que provoca que den un salto por efecto túnel hacia el pasado, o … (ideas hay muchas, pero todas muy exóticas). Sea cual sea la explicación, el experimento OPERA ha descubierto que los neutrinos son superlumínicos.

¿Es creíble este resultado? El experimento es muy complicado y tiene muchos elementos técnicos (análisis por GPS, sincronización de relojes atómicos y muchos otros detalles) en los que se pueden esconder errores sistemáticos. Los investigadores han afirmado en la conferencia del CERN de hoy que han tenido en cuenta todos los errores sistemáticos posibles, pero un escéptico tiene que dudar de un resultado que viola la relatividad de Einstein. La única opción posible es esperar a que otros experimentos confirmen o desmientan este resultado. Quizás MINOS, en el Fermilab, que ya descubrió un efecto similar (aunque con menos de 2 sigmas de confianza estadística) pueda aportar nuevos datos al respecto. Quizás otros experimentos se puedan adaptar para medir la velocidad de los neutrinos. Lo que está clara es que sin una verificación independiente es imposible ratificar este descubrimiento y que dicha verificación no es trivial, requerirá muchos años.

A mí lo que más me molesta es que cuando se observó la supernova 1987a se publicó que la velocidad de los neutrinos (en aquella época se pensaba que no tenían masa, pero como su masa es muy pequeña no afecta a este resultado) era igual a la velocidad de los fotones (la velocidad de la luz) con un error relativo menor de (v-c)/c < 10-8, mientras que OPERA indica que la diferencia (v-c)/c = (2,48 ± 0,30) x 10-5, mil veces más pequeña. En mi opinión, no haber observado este efecto en neutrinos que han atravesado una distancia enorme (unos 168 000 años luz) implica serias dudas respecto al resultado de OPERA. Por supuesto, alguien puede decir que los neutrinos de SN 1987a han atravesado el vacío del universo y que el efecto observado por OPERA es debido a que los neutrinos de SPS han atravesado el interior de la Tierra. Sin embargo, yo no me creo este resultado, al menos hasta que sea confirmado por otro experimento.

Si tu tampoco te crees la interpretación del resultado de OPERA, ¿dónde puede estar la fuente del error? He leído el artículo técnico mientras estaba en Amazings Bilbao y como es de esperar no he estado concentrado como hubiera sido necesario para estar muy seguro (los compañeros que han impartido sus charlas lo han hecho tan bien que no me quería perder ningún detalle), pero a mí lo que más me pica del experimento es la medida del instante en el que emergen los neutrinos muónicos de SPS en dirección a Gran Sasso. No me convence el análisis de los errores en dicho tiempo, que requiere un complejo análisis por ordenador, mediante simulaciones de Montecarlo, del mecanismo por el que dichos neutrinos se emiten. La incertidumbre en el instante de emisión, si yo no entiendo mal el artículo técnico, es mucho mayor que la incertidumbre en el momento de llegada de los neutrinos a Gran Sasso. En mi opinión, el fallo del artículo es una estimación incorrrecta de la incertidumbre en este momento de emisión; en mi opinión se ha considerado que los errores sistemáticos son mucho menores que los que realmente hay. Aún así, habrá que esperar a la opinión de los expertos.

Bueno, ya os comentaré más cosas sobre este tema conforme vayan aclarándose las cosas… ahora continuo con las charlas de Amazings Bilbao 2011.



117 Comentarios

  1. Ninguno de esos experimentos (el paper que envías y el de canarias) transmitió información, lo “único” que ponían de manifiesto es que el “colapso correlado” de la función de onda de partículas entrelazadas se mantiene a distancia arbitraria (al menos las alcanzadas hasta la fecha y, que yo sepa, aún no se sabe qué significa exactamente este “colapsamiento” y se intentan hacer experimentos cuantico-macroscópicos para intentar entenderlo).

    Es decir, desde un punto de vista empírico lo “único” que se percibe es la correlación apuntada por las desigualdades de Bell. ¿Cómo ocurre realmente?, ¿se transmite algo?, ¿se crea un agujero de gusano?, ¿Speedy González está metido en el ajo?, … no recuerdo ninguna aclaración al respecto (agradecería enormemente información sobre ello). Es por ello que aún hay defensores de las variables ocultas (aun con las desigualdades de Bell) pues mientras hay vida (aún no se ha demostrado nada) hay esperanza (se encuentre un resquicio a dichas variables ocultas).

    Las implementaciones prácticas de este tipo de transmisión (que yo conozco) son las relacionadas con la seguridad criptográfica, en las que la información fluye por un canal tradicional y las partículas entrelazadas se usan para asegurar que la información no ha sido alterada.

    De todos modos, soy un ignorante del tema y me baso únicamente en las noticias y artículos que gente como Francis (gracias de nuevo) nos ayuda a entender (o creer que entendemos) un poco mejor lo que somos. Por ello, es probable que no sepa interpretar bien esos resultados.

    1. Por cierto, el paper de Madrid que indicas, tampoco transmite información (por desafortunado que sea el primer párrafo de la noticia). Teletransportar un estado cuantico no colapsado, no es enviar información.

  2. No puedo (ni debo) contrareplicar (por ignorante), lo que yo alcanzo a entender es, que se está consolidando la comunicación cuantica (transmisión de estados cuanticos) tanto en tu última referencia como en otros que hablan de arquitecturas von Neumann (por ejemplo). Pero ten en cuenta que, en todos los casos, la teletransportación se realiza a través de un canal “convencional”, en que PRIMERO se entrelazan las partículas, SEGUNDO se separan (no superando la velocidad de la luz) y TERCERO se colapsan (se usan en los destinos pertinentes). ¿En qué momento se ha producido la “comunicación teletransporte”? repito todo lo dicho en 12:48). Sigo sin ver dónde se ha superado la velocidad de la luz (recordemos el ejemplo de entregar la misma carta a dos personas distantes entre sí; cuando las abran, compartirán instantáneamente la misma información, pero no se ha transmitido nada) ¿ocurre algo “parecido” en el llamado “teletransporte cuantico”? sabemos que “algo ” pasa (Bell otra vez), pero no sabemos qué.

    No me hagas mucho caso Javier, tendré que esperar a que Francis (et al) publiquen alguna explicación para humanos XD XD XD.

    Muchas gracias en cualquier caso, Javier.

    1. Lo de las cartas era un similir, pero eso puntualicé (Bell otra vez) para indicar que hay algo más ¿pero qué? (es similar a la superposición de estados, ahí están todos los estados posibles, pero cuando leas el resultado, éste debe ser sólo uno, no tienes todos, ¿porqué funciona? no se sabe, pero el algoritmo de shor funciona; pero eso no quiere decir que entendamos lo que pasa “ahí dentro” [y creo recordar que Feyman decía que no tenía sentido preguntárselo]).

      En cuanto a “…Pero una vez allí, os podréis enviar esos 10 bits, cuando querais, instantaneamente…”.

      Vale, supongamos que sí es posible, ¿cual es el procedimiento?, es decir, supón que tú y yo podemos crear, transmitir (a vc?.

      Gracias por la paciencia 😉

    2. (¡caspita! al poner el “menor que” se ha ido al carajo el comentario; reintentando…)

      Vale, supongamos que sí es posible, ¿cual es el procedimiento?, es decir, supón que tú y yo podemos crear, transmitir (a v < c) y ¡almacenar indefinidamente! tantos entrelazados como queramos, ¿qué hacemos para comunicarnos instantáneamente (a v > c)?

  3. hola saludos muy buenos dias a todos, sabemos que atravez de la parapsicologia mediante ejercicios practicos se pueden realizar viajes astrales y volar a la velocidad del pensamiento o la luz, y por que no se podria diseñar o aplicar maneras mas sofisticadas para volar a la velocidad de la luz, se sabe que los cientificos buscan la manera de demostrar fisicamente demostrado con hecho que se pudiera viajar en el tiempo, por mi parte los avances no los veremos nosotros, y si nuestros hijos en la siguiente generacion,y mas tarde a como avance la tecnologia con relacion a los neutrinos ,llegara el momento que alguien con decidia tomara la decicion de ponerse en rriesgo y viajar voluntariamente al pasado o al futuro para comprobar realmente que acontece ,donde acontece y cuando acontece ( x cosa ) eso si, pienso rotundamente que aunque supieramos con tiempo el efecto antes de la causa, nunca podriamos cambiar nada, pues se que hay algo que impide modificar las cosas y cuando algo va a ser asi, asi sera y termina cumpliendose aun sabiendolo, algo importante y curioso les contare : soy jugador de apuestas de juegos de azhar y tengo un libro que interpreta los sueños ,menciona los significados y nos proporciona unos numeros a jugar en los juegos ,tiene tiempo que uso el libro, se que numeros van a salir en los sorteos basicos pero nunca he ganado el premio, he proporcionado los numeros soñados he interpretados a un amigo y el si gana el premio, ( aun sabiendolo si en mi destino esta nunca ganar no puedo modificar la suerte de los juegos ni con el libro ) es rreal pero cierto.

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Por Francisco R. Villatoro
Publicado el ⌚ 23 septiembre, 2011
Categoría(s): ✓ Ciencia • Física • Noticias • Physics • Relatividad • Science
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