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En los años 2018-2020, el detector Super-K se sometió a un tanque con 50,000 toneladas de agua limpia bajo un kilómetro de roca cerca de Hida en la isla central de Honshu, una actualización simple pero importante, cuyo objetivo era aumentar su capacidad para distinguir los neutrinos de supernova de otras partículas.
Si es un neutrino, más precisamente su anti -partícula, un antineutrino, choca con un protón en el agua, este protón puede convertirse en algunas otras partículas, un neutrón y un anti -electrón. El anti -electrones crea un destello de luz mientras se mueve en el agua a alta velocidad, y esta luz es capturada por los sensores que rodean las paredes del tanque. Este destello de luz por sí sola no podría distinguirse con la luz generada por neutrinos o antineutrinos de varias otras fuentes.
Durante la actualización, los científicos Super-K Water agregaron una sal a base de gadolinio. Esto permite que el neutrón sea capturado por el núcleo de gadolinio en el impacto de un antineutrino en el agua, que libera una segunda secuencia de energía característica. Los físicos de los Super-K que buscan supernova-neutrinos están buscando una fila rápida de dos linternas, una del anti-electrones y el segundo del neutrón de prisioneros.
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Nakahata dice que tardará varios años en que las señales de supernova reales surjan claramente, ya que las señales de doble flash también pueden provenir de otras fuentes de neutrinos, incluidas las causadas por los rayos cósmicos que golpean la atmósfera. Pero hasta que Super-K se cierre para 2029, agrega, si ha recopilado suficientes datos para recopilar un reclamo sólido.
an , que se espera que se complete alrededor de 2027, podría mejorar masivamente los resultados de Super-K. Primero, Hyper-K se llenará con agua pura, pero "todos los componentes del detector están diseñados para ser compatibles con Gadolinium", que luego podría agregarse, dice Francesca Di Lodovico, física del King’s College London y copokesina del proyecto.
para demostrar que los neutrinos de supernovas distantes que tuvieron lugar en hace miles de millones de años aún existían, confirmarían que los neutrinos son partículas estables y no se desintegran en nada más, dice Nakahata. Esto es algo que los físicos han sospechado durante mucho tiempo, pero no se ha demostrado que lo demuestre.
La medición de todo el espectro de las energías de Supernova-Neutrinos también podría proporcionar información sobre cuántas supernovas han tenido lugar en varias épocas de la historia cósmica, dice Harada. Además, podría revelar cuántas estrellas colapsantes resultaron en un agujero negro, lo que detendría la emisión de neutrinos, en contraste con dejar una estrella de neutrones hacia atrás.
Los datos de Super-K siguen siendo demasiado débiles para reclamar un descubrimiento, pero la posibilidad de descubrir los neutrinos difusos es "extremadamente emocionante", dice Ignacio Tabada, físico del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta y portavoz de la observatoria de IceCube-Neutrino en el Polo Sur. "Los neutrinos proporcionarían una medición independiente para la historia de la formación de estrellas en el universo".
