Neutrinos

El principio de conservación de la energía constituye uno de los pilares sobre los que descansa toda la física moderna. Experimentos nucleares realizados en la década del '30 sugerían que la energía no se conservaba. La evidencia era tan fuerte que científicos de la talla de Niels Bohr estaban dispuestos a aceptar que la energía no se conservaba bajo ciertas condiciones.

Para salvar este escollo, Wolfang Pauli postuló la existencia de una nueva y elusiva partícula para explicar este faltante de energía.
En 1956 un revolucionario experimento realizado por Cowan y Reines demostró la existencia de esta nueva partícula: el neutrino. La observación de los neutrinos no es sencilla en virtud de la escasa interacción que presentan con la materia. Sin embargo, fue posible comprobar la existencia de oscilaciones de neutrinos, es decir, transiciones entre los distintos sabores de neutrinos. Esto sólo puede ser explicado si los neutrinos tienen masa, indicación de la existencia de nueva física puesto que el modelo estándar no contempla mecanismos para asignar masas a los neutrinos. El estudio detallado de la naturaleza de los neutrinos y de sus oscilaciones ocupa gran parte de la comunidad de física de altas energías, debido a sus enormes implicaciones en nuestra comprensión de la Naturaleza. ANDES albergará un experimento participando en esa campaña de mediciones.


Hoy en día, varios experimentos aprovechan un acelerador para producir un haz de neutrinos que intenta ser detectado a varios cientos de kilómetros en un laboratorio subterráneo alejado.
La distancia de ANDES a los principales aceleradores del mundo se traduce en una importante ventaja comparativa. Por ejemplo, los efectos que produce la propagación a través de la materia en la oscilación de neutrinos, el efecto MSW, provocan que a una cierta distancia "mágica" de aproximadamente 7500km, el efecto de muchos parámetros se atenúen y sólo subsistan efectos imposibles de medir con precisión en otro contexto.
ANDES se encuentra a 7650km de Fermilab, en Chicago, uno de los tres mayores aceleradores del mundo, permitiendo las realizar mediciones en esa única perspectiva. También, al estar ubicado a 12500km de KEK, en Japón, sería el único laboratorio al cual se le podría apuntar un haz de neutrinos que atraviese el núcleo de la Tierra, y de esta manera medir efectos de materia con un flujo de neutrinos de alta energía en medios muy densos, abriendo una nueva ventana para la observación del efecto.

Finalmente, ANDES podrá participar de un nuevo grupo de experimentos apuntando a la medición de los geoneutrinos, neutrinos producidos en la Tierra por decaimientos de elementos radioactivos que componen el planeta mismo.
Esos geoneutrinos parecen ser esenciales para entender el equilibrio térmico de la Tierra. Siendo extremadamente difíciles de detectar en Europa, Japón o Estados Unidos por el alto nivel de producción de neutrinos en las centrales nucleares, la ubicación de ANDES respecto a las únicas centrales de la región hacen del túnel Agua Negra un lugar privilegiado para medir geoneutrinos.