OPERA (experimento)

O Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (OPERA) foi un instrumento utilizado nun experimento científico para detectar neutrinos tauónicos a partir de oscilacións de neutrinos muónicos. Foi unha colaboración entre o CERN en Xenebra, Suíza, e o Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS) en Gran Sasso, Italia, usando o feixe de neutrinos "CERN Neutrinos to Gran Sasso" (CNGS), enviando neutrinos dende o CERN a Gran Sasso.

O proceso arrancaba con protóns do Super Protón Sincrotrón (SPS) do CERN lanzados en pulsos sobre un obxectivo de carbono para producir pións e kaóns. Estas partículas desintégranse e producen muóns e neutrinos.

O feixe enviado dende o CERN foi parado o 3 de decembro de 2012, rematando a toma de datos, pero continuouse a súa análise.

 Detector 
OPERA, na Sala C dos laboratorios subterráneos do Gran Sasso, construíuse en 2003–2008. As partículas tau resultantes da interacción dos neutrinos tauónicos foron observadas en "ladrillos" de películas fotográficas (emulsión nuclear) intercaladas con follas de chumbo. Cada ladrillo pesa 8,3 kg; os dous supermódulos OPERA teñen máis de 150 000 ladrillos intercalados en paredes paralelas con contadores de escintileos de plástico. Cada supermódulo é seguido dun espectrómetro magnético para identificación do momento magnético e carga das partículas que o penetran. Durante a recolección de datos, os neutrinos que interactúen co seu correspondente ladrillo son seguidos en tempo real polos contadores de escintileos e os espectrómetros. Estes ladrillos son extraídos das paredes de xeito asíncrono en relación ó feixe para o revelado da película, escaneando e para a procura topolóxica e cinemática de desintegracións tau.

 Neutrinos tauónicos 
En total, foron detectados cinco neutrinos tauónicos. O 31 de maio de 2010, investigadores de OPERA observaron o primeiro acontecemento candidato nun feixe de neutrinos muónicos. O 6 de xuño de 2012, anunciouse a observación dun segundo acontecemento. O 26 de marzo de 2013, deuse a nova do terceiro neutrino muónico oscilando a un neutrino tauónico durante a viaxe desde o CERN ó LNGS. O cuarto foi atopado en 2014, e o quinto en 2015.

 Tempo de medidas de voo: anomalía dos neutrinos viaxando máis rápido que a velocidade da luz 
En setembro de 2011, investigadores de OPERA observaron neutrinos muónicos que aparentaban viaxar máis rápido que a luz no baleiro. En febreiro e marzo de 2012, investigadores de OPERA culparon deste resultado á fibra óptica do cable que conecta un receptor de GPS a unha placa electrónica nun computador, que estaría mal ligada. O de 16 de marzo de 2012, un informe anunciou que un experimento independente no mesmo laboratorio, tamén utilizando o CNGS, mais o detector ICARUS, non tería atopado ningunha diferenza discernible entre a velocidade dun neutrino e a velocidade da luz. En maio de 2012, os experimentos do Gran Sasso BOREXINO, ICARUS, LVD e OPERA mediron a velocidade dos neutrinos dun feixe de pulso curto, cun acordo coa velocidade límite da luz, amosando o erro da primeira medición. En xullo de 2012, a colaboración de OPERA actualizou os seus resultados. Despois de que os efectos instrumentais mencionados se tivesen en conta, amosouse que a velocidade dos neutrinos é consistente coa velocidade da luz. En maio de 2013 foi confirmado por un novo conxunto mellorado de medidas.

O experimento da anomalía tiña unha ampla significación estatística de 6 sigma, o que o apartaba de ser unha flutuación estatística.

 Notas 

 Ligazóns externas 
 CERN: vídeo do primeiro recoñecemento do neutrino tauónico
 O recoñecemento de neutrino tauónico
 Publicacións de OPERA

Categoría:Física de partículas