jueves, 23 de noviembre de 2023

Todos los neutrinos son zurdos

Los neutrinos son partículas extraordinarias (https://www.elpais.cr/2023/09/14/extraordinarias-particulas-elementales/), quizás tanto como el “fotón”, tan útil e importante que le permite leer este artículo.
Si no ha leído
Paradojas «neutrinoides»¿ | Diario Digital Nuestro País (elpais.cr)  y Neutrinos con «sabor» oscilante | Diario Digital Nuestro País (elpais.cr), podría hacerlo luego para completar el panorama.

Por mis artículos usted se ha dado cuenta que no soy un investigados científico, sólo un educador, o un "facilitador" y eso pretendo hacer; ayudarle a que alcance un aprendizaje sobre temas de ciencia, con la ayuda de este diario.

Los neutrinos son partículas elementales de materia, es decir, clasificadas como fermiones (los constituyentes básicos de la materia ordinaria), como los cuarks, los electrones, etc., por lo que tienen masa, aunque muy poca. 

Si recuerda su Física del Colegio, seguro le vendrá a la mente el concepto de la mecánica clásica que llamamos cantidad de movimiento, que se estudia relacionado con las colisiones de bolas de billar, por ejemplo. La cantidad de movimiento es el producto de la masa y la velocidad (p = m v), por lo que tiene dirección (es un vector), la misma en la que se desplaza.


Por facilidad didáctica, suponga que un neutrino (en realidad miles de millones) vienen hacia usted. Imagine este neutrino como una flecha indetectable que lo atravesará, debido a su cantidad de movimiento (o momento lineal).
Existe otro concepto en la mecánica clásica, relacionado con la rotación de un cuerpo. No le diré el nombre para no confundirlo cuando demos el salto cuántico, pero si le parece investigue.


Considere un huracán o ciclón tropical como una masa de aire y agua, cuyos vientos lo hacen circular en sentido opuesto a las agujas del reloj, como los que se desarrollan en el Océano Atlántico Norte y el Mar Caribe. ¡Son derechos!
Por el contrario, un anticiclón circula sus vientos en el mismo sentido de la aguja del reloj, si está en el hemisferio norte de la Tierra (también la "Gran Mancha Roja", en Júpiter), ¡Son zurdos!

Y ahora viene lo de zurdos para los neutrinos:
El espín de una partícula elemental es uno de sus números cuánticos.
Está relacionado con el momento angular intrínseco de la partícula.
Pero no debemos asociarlo con una rotación como se haría en el ámbito de la mecánica newtoniana, porque estas partículas se consideran "puntos".
Precisamente es allí donde está una de las mayores diferencias entre la mecánica clásca y la mecánica cuántica.

Sin embargo, solo como una referencia muy distante, pero quizás pedagógicamente de cierta utilidad, voy a comentar el significado clásico del momento angular.
Suponga que estudiamos un trompo, que gira alrededor de un eje fijo. Se denomina momento angular del trompo a una cantidad que relaciona su velocidad de rotación y su distribución de masa.
En este ejemplo sencillo, el momento angular del trompo tiene la misma dirección que su eje de rotación.






















Pues bien, se ha encontrado que si cualquiera de los tres tipos de  neutrinos citados arriba, viene directamente hacia usted, su espín podemos imaginarlo (solo para efectos didácticos)  rotando de igual manera que las agujas de un reloj, -de derecha a izquierda
Por ese motivo decimos que su helicidad es negativa, esto es son zurdos.

¿Pero pueden haber neutrinos derechos? 
¡Los de antimateria sí, es decir: "antineutrinos"!
Sin embargo, se han encontrado algunas partícuas elementales "derechas", como electrones 👇.
Pero nunca se ha encontrado un "neutrino derecho".


Bueno, no hay peor cuña que la del mismo palo.
¿Se acuerda de la antimateria?
Cuidado, no es lo mismo que "materia ocura".
De manera similar al positrón que es la antipartícula del electrón (tiene igual masa, carga eléctrica positiva y espín opuesto), cada uno de los tres tipos de neutrinos que existen tiene su respectiva partícula de antimateria; un antineutrino.
Como no tienen carga eléctrica, la diferencia principal entre unos y otros es justamente la dirección de su espín.

Los antineutrinos tienen el vector (espin  s) en la misma dirección de su vector (momento lineal p), su helicidad es positiva, esto es, son derechos.

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