Los científicos en el orden de la hipótesis de trabajo anunciaron una observación sorprendente, que se realizó con la ayuda del detector de neutrinos "SuperKamiokande". El análisis de la información recopilada durante los últimos 18 años muestra que los neutrinos producidos como resultado de reacciones nucleares en el núcleo del Sol cambian su característica, alcanzando el lado no iluminado de la Tierra.
Los neutrinos son los "fantasmas" del mundo cuántico que no tienen carga eléctrica. Su masa es extremadamente pequeña y se mueven a la velocidad de la luz. Los neutrinos interactúan tan débilmente con la materia que pueden atravesar todo un planeta de un extremo al otro, sin chocar con nada. Solo son capaces de una interacción nuclear débil.
Aunque parece que tales características de la partícula hacen imposible su rastreo, los físicos han desarrollado medios para registrar las colisiones directas del neutrino invisible con la materia terrestre.
En el caso del detector SuperKamiokande, una enorme mina, ubicada debajo de una montaña a 300 kilómetros de Tokio, se llenó con 50,000 toneladas de agua ultrapura y miles de detectores se colocaron en las paredes de la mina. Ocasionalmente, cuando se produce una colisión directa de un neutrino y una molécula de agua, se forma un electrón o muón de alta energía. Como resultado de las colisiones de partículas, surge el efecto Vavilov - Cherenkov. Es este corto destello de radiación electromagnética que es fijado por los sensores. Si hay una capacidad suficientemente grande para el agua, es estadísticamente probable que el número de colisiones registradas sea suficiente para crear una especie de "telescopio de neutrinos" (aunque, desde un punto de vista técnico, esto no será en gran medida un telescopio sino un detector de partículas). A pesar de que en el universo estas partículas neutrales son abundantes, en nuestra región del cosmos, la fuente principal de neutrinos es el sol.
Hay tres tipos diferentes de neutrinos que difieren en sus propiedades: electrón, tau y muón. Debido a la extrañeza del mundo cuántico, los neutrinos pueden oscilar, moviéndose de un tipo a otro. La naturaleza de tal oscilación durante décadas ha sido objeto de numerosos estudios en el campo de la física nuclear.
El hecho más sorprendente acerca de los sabores de neutrinos es que "SuperKamiokande" es capaz de capturar solo neutrinos de electrones. Durante mucho tiempo, siguió siendo un misterio por qué hay muchos menos neutrinos solares en el campo de visión del detector de lo que el modelo científico predice. Resulta que los neutrinos electrónicos (la presencia de qué dispositivos pueden registrarse) en su camino a través del espacio interplanetario oscilan en los neutrinos muón y tau (que no se pueden detectar), lo que explica las discrepancias en los números.
Los científicos dicen que aproximadamente la mitad de los neutrinos electrónicos, cuya energía es de 2 MeV y menos, cambian su peculiaridad sin llegar a la Tierra. Los neutrinos de mayor energía oscilan aún más a menudo. La tendencia es que cuanto mayor sea la energía de los neutrinos, menos probable será que se detecte la partícula. Este extraño comportamiento del neutrino se denomina "efecto Mikheev-Smirnov-Wolfenstein". Fue descubierto en 1986 por los físicos soviéticos Stanislav Mikheev y Alexei Smirnov, quienes realizaron una investigación basada en los trabajos del teórico estadounidense Lincoln Wolfenstein a partir de 1978. El efecto MRV también sugiere que las oscilaciones ocurren en la dirección opuesta. Cuando los neutrinos muón y tau se mueven a través de nuestro planeta, pueden interactuar con los electrones en la composición de la materia densa de la tierra. Como resultado, los neutrinos pueden volver al tipo electrónico. Y parece que el detector "SuperKamiokande" logró arreglar este efecto en acción.
Después de analizar todos los datos recolectados durante los 18 años de observaciones, los físicos notaron que durante la noche el número de neutrinos detectados aumentó en un 3, 2%. Cuando el lado de la Tierra donde se encuentra el detector no está iluminado por el sol, las partículas deben pasar a través del planeta antes de que entren en su campo de visión. Por la tarde, los neutrinos solares alcanzan el detector inmediatamente después de cubrir una cierta distancia en el espacio (y 10-15 km de la atmósfera). Todo indica que al pasar por nuestro planeta los neutrinos muón y tau se ven afectados por el efecto del MW.
Sin embargo, los investigadores instan a no hacer declaraciones demasiado fuertes. El significado estadístico de tales conclusiones no permite llamarlas un descubrimiento, ni da motivos para considerarlas la prueba definitiva de que los efectos del MW están sujetos al efecto de los neutrinos. La importancia estadística de los resultados de la investigación es 2.7σ, es decir, son de interés para la comunidad científica, pero no pueden considerarse un descubrimiento. Se puede hablar de descubrimiento solo cuando el indicador de significación estadística alcanza 5σ. Parece que para alcanzar tal coeficiente, necesitamos un detector más grande. Afortunadamente, la construcción de "HyperKamiokande" ya está planeada, que incluso puede ser capaz de utilizar cambios en los olores de neutrinos para medir la densidad de la roca.
El detector de neutrinos "HyperKamiokande" será 25 veces más grande que el "SuperKamiokande", que nos permitirá obtener muchos más datos ", dijo David Wark, analista de neutrinos de la Universidad de Oxford (que no participó en este estudio). "No estoy seguro de que su tamaño sea suficiente para medir la densidad de varias capas de la Tierra con una precisión de interés para la ciencia, pero en cualquier caso, trabajaremos en esta dirección".
