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Experimentos con partículas en los yacimientos auríferos de Kolar

El pozo minero Champion Reefs en KGF

Los campos de oro de Kolar (KGF) , ubicados en el distrito de Kolar del estado de Karnataka , India , son un conjunto de minas de oro en desuso conocidas por los experimentos con partículas de neutrinos y las observaciones inusuales que tuvieron lugar allí a partir de 1960. [1] Los experimentos terminaron con el cierre de la mina en 1992. [2]

Experimentos iniciales

Los experimentos iniciales que se llevaron a cabo en KGF estaban relacionados con el estudio de los muones de rayos cósmicos . [3] KGF fue elegido porque las profundidades de sus minas permitieron estudiar los muones en un mejor entorno que el que era posible con los espectrómetros magnéticos operados a nivel del mar. KGF también permitió a los científicos estudiar el espectro de energía y las distribuciones angulares de los muones incluso a energías muy altas. [3] Las minas tenían abundancia de roca Kolar cuyas características especiales con respecto a la densidad y composición química (diferente de la de la roca normal) también fueron una ventaja útil en los experimentos. Los primeros experimentos que involucraban variaciones de flujos de muones (una medición de muones que pasan a través de un medio dado) con la profundidad fueron realizados por BV Sreekantan [3] en la década de 1950. Estos fueron seguidos por experimentos en 1961 por S. Miyake, VS Narasimham, PV Ramana Murty (también escrito Ramanamurty en algunas ocasiones), el trío a veces llamado MNR, y patrocinado por TIFR . Durante 1984, Naba Kumar Mondal, del Instituto Tecnológico de Física de Partículas (TIFR), y el profesor Ito, de la Universidad de la Ciudad de Osaka (Japón), realizaron estudios experimentales sobre la desintegración de protones y observaron indirectamente la dispersión de muones. Murali y Balasubramaniam ayudaron brevemente a Mondal y a Ito como asistentes de investigación.

Hallazgo de neutrinos

Los experimentos relacionados con los neutrinos se iniciaron en KGF en 1964. El objetivo principal era la detección de neutrinos atmosféricos, con el entendimiento de que los rayos cósmicos que chocan con los núcleos atmosféricos producen piones y muones de alta energía , que se desintegran en la atmósfera de la Tierra para producir miles de millones de neutrinos. Los experimentos fueron realizados por grupos de TIFR , la Universidad de Durham y la Universidad de Osaka ( colaboración Bombay-Osaka-Durham ) utilizando disparador básico con contadores de centelleo y tubos de destello de neón (NFT) para rastrear detectores. Se desplegaron siete detectores a una profundidad de 2,3 km en el pozo Heathcote y las minas Champion Reefs . El experimento, utilizando un calorímetro de hierro , descubrió los primeros neutrinos atmosféricos aproximadamente al mismo tiempo (en 1965) que tuvo lugar un descubrimiento similar en East Rand Proprietary Mines ( experimento ERPM ) en Sudáfrica . [4] El experimento sudafricano, iniciado en 1965, se llevó a cabo a 3200 metros bajo tierra y fue gestionado por grupos del Instituto Tecnológico Case , la Universidad de California, Irvine y la Universidad de Witwatersrand . El esfuerzo fue dirigido por Frederick Reines y el detector de centelleo líquido utilizado se denominó detector Case-Witwatersrand-Irvine o CWI .

Aunque el grupo KGF detectó candidatos a neutrinos dos meses después que Reines CWI, se les dio prioridad formal para el primer descubrimiento de neutrinos atmosféricos debido a que publicaron sus hallazgos dos semanas antes. [5]

Eventos de Kolar

Algunas observaciones experimentales, llamadas eventos Kolar , aún no han sido explicadas. Sugieren la existencia de partículas masivas (>3 GeV) que tienen una vida larga (10 −9 s). También se observa que estas partículas masivas se desintegran en 2-3 partículas. [6] Se ha postulado que podrían ser el resultado de interacciones de neutrinos o de la desintegración de materia oscura . [7]

Véase también

Referencias

  1. ^ H. Adarkar; et al. (2000). "Evidencia experimental de la desintegración de protones en el intestino". arXiv : hep-ex/0008074 .
  2. ^ NK Mondal (2004). "Estado del Observatorio de Neutrinos con sede en la India (INO)" (PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de la India . 70 (1): 71–77.
  3. ^ abc VS Narasimhan (2004). "Perspectiva de la física experimental de neutrinos en la India" (PDF) . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de la India . 70 (1): 11–25.
  4. ^ TK Gaisser (2005). "Flujos de neutrinos atmosféricos". Physica Scripta . T121 : 51–56. arXiv : astro-ph/0502380 . Código Bibliográfico :2005PhST..121...51G. doi :10.1088/0031-8949/2005/T121/007. S2CID  119512931.
  5. ^ Spiering, C. (2012). "Hacia la astronomía de neutrinos de alta energía". European Physical Journal H . 37 (3): 515–565. arXiv : 1207.4952 . Código Bibliográfico :2012EPJH...37..515S. doi :10.1140/epjh/e2012-30014-2. S2CID  115134648.
  6. ^ SL Glashow; H. van Dam; PH Frampton (1982). Tercer taller sobre la Gran Unificación, Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill . Birkhäuser Verlag . ISBN  978-3-7643-3105-4.
  7. ^ MVN Murthy; G. Rajasekaran (2014). "Revisitando los eventos anómalos de Kolar: ¿materia oscura?". Pramana . 82 (3): 609. arXiv : 1305.2715 . Bibcode :2014Prama..82..609M. doi :10.1007/s12043-014-0718-5. S2CID  118585552.

Enlaces externos

12°56′25.6″N 78°15′34″E / 12.940444°N 78.25944°E / 12.940444; 78.25944