El IFIC en Neutrino 2016
La charla de Juan M. Nieves, investigador científico del CSIC en el IFIC, tiene lugar el martes 5 de julio dentro de la sesión dedicada a las interacciones de los neutrinos. En ella, Nieves expone la importancia de mejorar la comprensión de las interacciones de los neutrinos con la materia, en particular, con los nucleones y núcleos de carbono, oxígeno, hierro y argón que forman los detectores. Estas interacciones son las que permiten detectar los neutrinos y caracterizarlos, por lo que son cruciales en los experimentos que miden las oscilaciones de neutrinos.
Mediante este fenómeno, los neutrinos cambian de sabor (de familia dentro de las tres que se conocen para las partículas elementales) en su viaje. El descubrimiento de este fenómeno demostró que, a diferencia de lo que establecía el Modelo Estándar, los neutrinos tienen masa, dejando patente las limitaciones de este modelo. Además le valió el Nobel a sus descubridores, Takaaki Kajita (Super-Kamiokande) y Arthur B. McDonald (Sudbury Neutrino Observatory). Ambos ofrecen hoy conferencias en Neutrino 2016.
Según los trabajos realizados por el grupo de Física Nuclear y Hadrónica del IFIC, en la región de energías intermedias (de 500 MeV a 1 GeV), las interacciones entre los neutrinos y los núcleos se conocen con una incertidumbre del 10-25%. Esto supone limitaciones para los experimentos de oscilaciones actuales como T2K, que cuenta con participación del IFIC, y afecta a los experimentos futuros, donde la precisión requerida es de 1-5%.
Entre estos experimentos futuros está Hyper-Kamiokande, la evolución del actual Super-Kamiokande donde se detectan los neutrinos de T2K; y DUNE, que prevé enviar el haz de neutrinos más intenso del mundo desde Fermilab (Chicago) hasta el detector DUNE en el Sanford Underground Research Facility (SURF), ubicado a 1.300 kilómetros en Dakota del Sur, un enorme detector de argón líquido enterrado más de un kilómetro. El IFIC también participa en este experimento.
Uno de los resultados más relevantes obtenido por el grupo y que se presenta en Neutrino 2016, es el descubrimiento de la relevancia de las contribuciones de dos o más nucleones a las interacciones neutrino-núcleo. Gracias a la inclusión de mecanismos de dos cuerpos, el grupo del IFIC ha ayudado a entender teóricamente la sección eficaz quasielástica medida en el experimento MiniBooNE sobre un blanco de cabono-12 (12C). Sin la inclusión de estos mecanismos de reacción, los datos estaban en desacuerdo con las predicciones que se deducían utilizando la interacción neutrino-nucleón medida en el deuterón utilizando cámaras de burbujas, que es compatible con las medidas de la sección eficaz de electroproducción de piones en el protón.
La conferencia Neutrino 2016 se celebra en Londres del 4 al 9 de julio, y cuenta con más de 700 participantes registrados. Es la principal conferencia en física de neutrinos, y se celebra cada dos años desde 1972. Las ediciones anteriores (Boston 2014, Kyoto 2012, Atenas 2010, Nueva Zelanda 2008) también contaron con presencia de personal investigador del IFIC en el programa de conferencias.
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