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.

jueves, 16 de noviembre de 2023

Dele una oportunidad a las “Leónidas” del 2023

 Me refiero a la “lluvia de meteoros” que tendrá su máximo, según las predicciones, la noche del sábado 18, desde la 00, hasta el amanecer; las “Leónidas”.

Pero en realidad, casi nada en la naturaleza tiene límites tajantes, así que si tiene la oportunidad observe también en la madrugada del 17 y en la del 19, ¡siempre hay meteoros adelantados y atrasados!
Tenga en cuenta que me refiero a los meteoros de esta lluvia, cuyo responsable es el cometa 55P/ Tempel-Tuttle (los residuos de la cola), pero en una noche cualquiera y en un sitio especial, siempre se pueden ver meteoros “esporádicos”, que en este caso no serían “Leónidas”. Puede verificarlo porque no proceden de la radiante en Leo y porque pueden tener otras características; velocidad, color, etc.

¿Por qué después de medianoche?

Porque antes, la Tierra va dejando atrás a los meteoros y después va a su encuentro, entonces aumenta su oportunidad de observación. Yo lo llamo “efecto parabrisas” durante un aguacero.

También porque la radiante (el punto aparente en la esfera celeste, desde donde “parecen” proceder los meteoroides, en la constelación Leo, tiene una buena altitud sobre el horizonte, hasta después de la una de la mañana.

¿Y el efecto de la Luna?
Pues estaremos cerca del cuarto creciente (20/11). Pero lo más importante es que por estas fechas, la Luna sale cerca de las 11 de la mañana y se oculta unas doce horas después, como a las 23 horas, Así que no será problema.

Las Leónidas no es una de las mejores lluvias de meteoros, solo unos 10 a 15 por hora en todo el cielo (buena la mitad) y si este es de buena “calidad”; negro, sin nubes y sin contaminación de luces artificiales (como el que tuve en Tres Colinas). Pero a veces ocurre una “tormenta” leonina, como la que vi desde Caldera en Puntarenas, en el año 2001. Así que dele una probadita, quizás sea su “noche de suerte” y hasta pueda recoger un "meteorito" del suelo. 

Además practica para las “Gemínidas", del 13-14 de diciembre y las "Cuadrántidas" del 3-4 de enero.

Mapa del cielo para el 18 de noviembre a la una de la mañana.
Note la constelación Leo, saliedo por el Este-Noreste.

Este es un fenómeno para sus ojos, pero con buena compañía, desde luego. No muy fácil de seguir con binoculares, pero puede tomar fotos (cámara en trípode, lente abierto, ISO moderado, tomas de uno 15 segundos, usted decida.

Se recomienda no ver directamente hacia la radiante, porque los meteoros vienen hacia usted y los trazos son menores, sino a una distancia de dos o tres constelaciones (se ve mejor un tren de lado que de frente).
Los meteoros se observarían en todo el cielo, así que, si tiene una parte nublada, pues dirija su mirada hacia la que está despejada.

Y por favor no la llame “lluvia de estrellas fugaces”, especialmente en presencia de niños pequeños. ¡A menos que explique la poesía involucrada, que siempre es hermosa!