Fem un parèntesi en la sèrie d’articles sobre binàries per parlar d’Antònia Font i els neutrins. Tots els qui els hem escoltat sabem que les lletres de Joan Miquel Oliver inclouen moltes referències a la Física i, en particular a l’Astrofísica i la Cosmologia. Un tema del seu darrer àlbum Venc amb tu, que és una joieta, resumeix perfectament el que dic. Això, però, ja ho va explicar Del buit al Tot en un fil de twitter que recomane llegir.
Dissabte passat vam gaudir un concert fantàstic del grup a València. Pau Debon va introduir el tema Neutrins de Vostè és aquí parlant-nos d’unes partícules petitíssimes que ens travessen de continu, que travessen les parets del teatre i els nostres cossos, i qualsevol paret. ‘Neutrins que tot ho travessen, a mils en micro-tempestes, petits, traspassen es cossos, atòmics, inclús no tan grossos.’ Efectivament, travessen fins i tot el nostre planeta!
La lletra de la cançó, breu, és un poema de quatre versos que concentra la fascinació que produeixen en l’autor. ‘Neutrins, pareix impossible, sou tot matèria intangible, neutrins, amics invisibles, sou indestructibles, tranquils.’
I d’on venen aquests amics invisibles, indestructibles, tranquils? Els neutrins van ser descoberts arran d’una predicció teòrica de Wolfgang Pauli l'any 1930, que els va anticipar com una solució a un problema de conservació de l’energia en certes reaccions nuclears. La seua detecció experimental en els anys cinquanta per l’equip liderat per C. Cowan i F. Reines va obrir una nova finestra a l’Univers.
Efectivament, del Cosmos ens n’arriben de manera contínua, amb quatre possibles orígens: generats en el procés de fusió nuclear al nucli del Sol, del fons de neutrins que es van produir poc després del Big Bang per col·lisions de raigs còsmics amb àtoms de l’atmosfera que donen neutrins i altres partícules com productes, o directament de fenòmens de l’Univers Violent: supernoves, galàxies actives...
Els primers, nombrosos per la proximitat del Sol, ens travessen després d’uns huit minuts de viatge des del nucli solar. En contrast, una estimació simplista permet estimar que un paquet d’energia o partícula de llum, un fotó per als amics, necessita entorn d’un milió d’anys per arribar des del nucli del Sol a la seua superfície (i huit minuts més fins a la Terra). Els neutrins, però, tot ho travessen, a mils en micro-tempestes, petits, traspassen es cossos....
En el cas del fons de neutrins (equivalent al fons de radiació de microones), es tracta del fòssil d’aquestes partícules alliberades quan la densitat de l’Univers va travessar el llindar que els impedia propagar-se. Tan dens era l’Univers tot just abans! La densitat d’un medi que puga atrapar els neutrins depèn de l’energia del neutrí, però, per fer-nos-en una idea, seria de l’ordre o superior la densitat d’un nucli atòmic (1017 kg/m3).
Dels raigs còsmics i el seu origen en vam parlar en aquest blog. Passem, per tant, a les supernoves i les galàxies actives. En el primer cas, durant el col·lapse d’una estrella massiva es produeixen reaccions nuclears en cadena. Com a conseqüència, se’n produeixen molts de neutrins. Quan la densitat de l’estrella col·lapsada es fa prou gran, queden atrapats i depositen tota l’energia que arrosseguen dins del mateix objecte. El paradigma actual d’explosions supernova inclou aquest procés com fonamental per a l’explosió: els neutrins, indestructibles, tranquils, en serien els protagonistes!
Pel que fa a les galàxies actives, els detectors de partícules actuals cerquen correlacions amb els dolls que tenen un angle petit amb la línia d’observació, els blàzars.1 Aquests dolls aporten emissió brillant a molt altes energies (raigs gamma) i són candidats a ser origen d’emissió de neutrins. De moment, n’hi ha dues galàxies actives amb aquestes propietats que han estat assenyalades com possibles emissores d’uns neutrins que van ser detectats fa uns anys per IceCube, el detector que n’hi ha a l’Antàrtida. Aquest observatori detecta neutrins provinents tant de l'Hemisferi Sud com del Nord! I és que, com que els neutrins tot ho travessen també és molt difícil detectar-los!
En Astrofísica n’hi ha una broma (exagerada?) sobre aquests números: per fer una tesi doctoral d’observacions en el visible cal acumular milions i milions de fotons d’aquesta banda de l’espectre; en raigs X en caldrien uns quants milers; ara bé, amb un grapat de neutrins se'n poden fer centenars.
Mentre Pau Debon ens cantava els versos assegut en un banquet, ens van travessar, només provinents del Sol, entre 1016 i 1017 neutrins al llarg dels 100 segons de la cançó. I és probable que cap ni un d'ells s'aturara ni un segon amb nosaltres. Indiferents, tranquils, van seguir el seu camí cap a altres indrets de l'Univers.
Què divertit, i bonic, lo que escriu Oliver quan està avorrit.
