Neutrinoescape
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¡Atención!
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https://cvws.icloud-content.com/B/AZ1LaUIBnwCgW_MYZzckJTt0RO86Acxx7UIJwvvvhY4PrVEc42ghddZj/Fog.mp3?o=AprcyUSevUISlYgETuq5M18aveursTmpgojDUVezgjCS&v=1&x=3&a=CAogFxqCokOp-0sj6ZQEFd0iRrfeHdkU_7-ILd_PV0-vLaESaxCljN_GrjMYpem6yK4zIgEAUgR0RO86WgQhddZjaiWL2SJ7xHghmm7k_2ZH9Vi2cg6oQqz2Md1CFwY0KYe6AUvFfZRQciVB_LohY1x8F-SQKHCFYw-j89WM6Yyb9U6WS8lwI-sDBN9a8MZH&e=1764846646&fl=&r=ca9a11c0-d18d-42d1-91a2-a03a6cc7dca5-1&k=6bGC8xitq03y8US0dn1p0Q&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=k4wan2yrKArokplmxr4EvYPaXfo&cd=i
¿Qué soy?
Tócame
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
Usar sólo en caso de emergencia
Usar sólo en caso de emergencia
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
Usar sólo en caso de emergencia
Usar sólo en caso de emergencia
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
¡Oh, no!
Era una partícula compuesta, hecha de otras partículas...
Probar otra vez
Probar otra vez
Soy una partícula elemental...
pero, ¿cuál?
Has encontrado 3 isótopos radioactivos, ¿serás capaz de descubrir en qué se desintegran? Para ello tendrás que aprenderte las reglas del juego. Cuando las sepas, roba cartas...
0.1
Has encontrado partículas invisibles!!!
Revisar solución
Comprobando carga total . . . . . . . ok
Comprobando p+n total . . . . . . . . ok
Comprobando energía total. . . . . . ok
Partícula identificada. . . .
#09fb01
Ah, me siento invisible, debo ser un neutrino...
pero, ¿de dónde vengo?
Esta es una reación de fusión que, además de energía, produce neutrinos. Pero, ¿cuántos?
Buscar neutrinos
Encuentra las partículas invisibles
¿Cuántos neutrinos se producen al fusionarse 4 protones?
OK
Continuar
https://cvws.icloud-content.com/B/AfaElZ0LpcDX9J2UNxBihKEkU9ETAXs-v-HYI_RRcZcSGqR24mErd7uS/Night_Sky.mp3?o=Aq3TE4dlI3xgY7d4kcg6JZYtYLGpG50falFE3vEoNpRI&v=1&x=3&a=CAogRG710upxq5vGaWYbiBPAsbW4uAuTKhiXYcv2IiUqUJoSaxDAovTGrjMYwP_PyK4zIgEAUgQkU9ETWgQrd7uSaiXsp9XNhFtIaY3XrZjEwvYZE_qYJMVWSIrKWnY-0AYXnJoDKu9eciVn6vFvBJC-gfgChjfD1f5xxgLCepRQqELqSvJ3ZCiE3VJS4fcX&e=1764846993&fl=&r=7a472c4f-5b49-4772-a072-fa2dd8bc8461-1&k=ttLoijoDNvlBgcNg9HWqeQ&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=jv8sI8KC5rFrzvfs-AeMixBJVw4&cd=i
¿Dónde estoy?
0.1
0.1
Abierto
0000
Denegado
https://cvws.icloud-content.com/B/AbGWqyZEf9UZLvEpObiY1cMS4MtyAcFA27UuaJdY0R7tWgy_1S0ZcrBD/Wrong_pass.mp3?o=AojxinsEX36Yq1SLQB9_KwlVbIFVd-oO1uzhgPBS-vON&v=1&x=3&a=CAogJnxHpn6_zKWiVKQjsIPpqy4vNQJQTYkGTcwAz0ppDrMSaxDm9u3GrjMY5tPJyK4zIgEAUgQS4MtyWgQZcrBDaiXv61s9-0zbaTAqahF8htGukIwvUS-bRuV7UJr7TmQ3qEG8SGsQciXIKIGRPiDGO_t6ww7J_Uwak9Qj-sGWGfo1bU7kiCN_CDjp4hJ1&e=1764846889&fl=&r=34c35c34-de02-4a7c-981e-449482b4e35a-1&k=mHRZu9-I76IT1EJZ5sYBhA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=wxJBXwQAlnu34uFRnwOBQ2U_FAY&cd=i
CE
0820
0.1
#3ea1b6
error
Hay algo en el centro que me atrae...
¿cuántos años tardaría en llegar?
https://cvws.icloud-content.com/B/AbGWqyZEf9UZLvEpObiY1cMS4MtyAcFA27UuaJdY0R7tWgy_1S0ZcrBD/Wrong_pass.mp3?o=AojxinsEX36Yq1SLQB9_KwlVbIFVd-oO1uzhgPBS-vON&v=1&x=3&a=CAogJnxHpn6_zKWiVKQjsIPpqy4vNQJQTYkGTcwAz0ppDrMSaxDm9u3GrjMY5tPJyK4zIgEAUgQS4MtyWgQZcrBDaiXv61s9-0zbaTAqahF8htGukIwvUS-bRuV7UJr7TmQ3qEG8SGsQciXIKIGRPiDGO_t6ww7J_Uwak9Qj-sGWGfo1bU7kiCN_CDjp4hJ1&e=1764846889&fl=&r=34c35c34-de02-4a7c-981e-449482b4e35a-1&k=mHRZu9-I76IT1EJZ5sYBhA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=wxJBXwQAlnu34uFRnwOBQ2U_FAY&cd=i
0000
25000
#3ea1b6
Acceso Permitido...
¿Mostrar código puerta?
08:20
No
Sí
Acceso Permitido...
¿Mostrar código puerta?
08:20
El Sol fotografiado con neutrinos
Ir a la solución
El Sol fotografiado con neutrinos
DACB
ERROR
¿Dónde es más intensa la gravedad?
Toca de menos a más
Son las 07:30
ABCD
:2
Agujero Negro Sagitario A* 25.000 años luz
SuperNova 1987A 168.000 años luz
Nebulosa del Cangrejo 6.300 años luz
Nebulosa NGC 604 2,8 millones de años luz
Cúmulo Bala 3.720 millones de años luz
Agujero Negro Gargantua ???
Saturno 80 minutos luz
Agujero Negro en el centro de la galaxia M87 50 millones de años luz
Galaxia Andrómeda 2,5 millones de años luz
Llevo miles de añosintentando salir de aquí...
¿Me ayudas a escapar?
Soy un fotón, una partícula de luz
No
Sí
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
¡¡¡Te ha capturado un núcleo!!!
Reintentarlo
Mecánica Cuántica
Espín Dualidad Onda Partícula Principio de Incertidumbre Efecto Túnel
Espín
Has encontrado un libro de Mecánica Cuántica. ¿Qué capítulo quieres leer?
Dualidad Onda Partícula
Principio de Incertidumbre
Efecto Túnel
¡¡¡Soy Libre!!!
Has escapado con éxito del Sol y te diriges a la Tierra, pero allí te esperan detectores de neutrinos dispuestos a cazarte. Tu misión consiste en descubrir el secreto de los neutrinos antes de llegar a la Tierra.
Empezar
XX
500
https://cvws.icloud-content.com/B/Adiq7LpJ6-QZmSmyZUdDBEc9tAMFAZX5W_OL6YyKeQKYNQO3ogBtd8qm/Challenge_8mas1.mp3?o=AsnKVcZFEEZFPpJNim4hi_HVb94B88js0Z1geQXtJtg8&v=1&x=3&a=CAogmO0F9H37Lu8nY5bvr0jQWdk7dDwGA2oc9yM-iJ0-6CMSaxC7k97GrjMYu_C5yK4zIgEAUgQ9tAMFWgRtd8qmaiWL79U8QNgbpc2v52v34CjVMABEJ6wSKtrSshD8SchJw2D2BwblciVTfPHkA1UFK4Db5D_5aqex-qnuqz0WOo8RkyKMed54MxgGpM8u&e=1764846630&fl=&r=5de017b8-1ac7-47d5-b91e-7c65b9e3d5f8-1&k=BmOGTwWqbFUi4_l633iMqA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=YPXImxwkEeYDcIairgg8Q4-JBt0&cd=i
$challenge|=|0
XX
?$challenge|=|3
?$challenge|=|2
?$challenge|>|2
?$challenge|=|1
?$challenge|>|1
¡Has llegado a la Tierra! Puedes avanzar o revisar la física antes.
XX
Encuentra las parejas
Nombra las partículas elementales
$challenge|+|1
XX
electrón
neutrino tauónico
quark top
positrón
quark up
fotón
muón
quark down
gluón
tauón
quark strange
bosón W
neutrino electrónico
quark charm
bosón Z
neutrino muónico
quark bottom
bosón Higgs
XX
Colorea las Partículas
Clasifica las partículas elementales
XX
$challenge|+|1
Leptón
Quark
Bosóngauge
Higgs
OK
XX
Ordena las Partículas
¿Cuál es más pesada?
XX
0.1
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
XX
$challenge|+|1
Campo de Higgs activado
Ahora las partículas tiene masa
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
Ranking Partículas más masivas
XX
$challenge|+|1
Pincha sobre las partículas para ver lo que yo sé
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
Ranking Partículas más masivas
XX
Captura los neutrinos...
...antes de que oscilen
XX
Captura los 11 neutrinos electrónicosen 13 segundos
$mass|=|on#spin|=|off#v|=|alta
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
XX
¡Sabor equivocado!
Ese no era un neutrino electrónico...
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|on
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|on
Configuración
XX
Neutrinos electrónicos capturados:
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|on
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|on
Configuración
XX
Configuración
$v|=|baja
?$v|=|alta
$v|=|alta
Velocidad Alta Espín Masa
$spin|=|off
?$spin|=|on
$spin|=|on
$mass|=|off
?$mass|=|on
$mass|=|on
Volver
¡¡¡Oh, nooo!!
Has llegado a la Tierra sin haber completado tu misión. Tras un duro interrogatorio en los detectores de neutrinos, los físicos y físicas descubren tus secretos más íntimos... Pero no te desanimes, puedes volver a intentarlo.
Nuevo Intento
Buen trabajo, durante tu viaje hasta la Tierra has descubierto el gran secreto de los neutrinos:su masaTu última misión será ocultar este secreto de los físicos y físicas que lo buscan. El problema es que llegas a su mejor arma: un detector de neutrinos. ¿Serás capaz de escapar sin que descubran tu secreto?
Al detector
https://cvws.icloud-content.com/B/AYdmGAJ-ZyFh1rComrS3ie4_riwCAfX4nlhZM7SEnN579pcREAPI6xCk/SuspendedWorlds.mp3?o=AiXmN7H7pfkcRLg5sqkE81ykdNb-spdiE0hpwYQjfs-g&v=1&x=3&a=CAogTrzkS6NhEBwIJcVK4bekRNreyKlx3tpZDl0TAr9d9icSaxCpnPvGrjMYqfnWyK4zIgEAUgQ_riwCWgTI6xCkaiWZgA4NZLOpInN0KHNiXoW_yYkNCYDT3Cj1QVonAQNV9dlx1quMciV8BiSU4dVgH8Egawt0WOC9jCgN5P3J9BbjhyX5nxvR346RnX-Y&e=1764847107&fl=&r=6e6519a7-ca5a-4d17-a4ec-dba3d85e9a27-1&k=UJjeQkyZil4i2RBoJ-_7MQ&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=WaaOAUCOHHTM0hTpvuhQ3nXCuWs&cd=i
$lancha|=|0#pesca|=|0#bombillas|=|0#int|=|0#tel|=|0#cher|=|0
El tanque está lleno de agua.
Ahora puedes ver lo invisible.
?$bombillas|=|0
?$bombillas|=|1
?$lancha|>|1
?$lancha|<|2
?$cher|=|0
?$cher|=|1
?$int|=|0
?$int|=|1
???
Diagrama de Feynman
Has encontrado un puzzle
???
Radiación de Cherenkov
Detección en Super-Kamiokande de un neutrino muónico que se dirige hacia el noroeste.
$cher|=|1
Detección en Super-Kamiokande de un neutrino muónico que se dirige hacia el noroeste.
Radiación de Cherenkov
$tel|=|1
Ayuda enviada
Ha llamado a Hombre Feliz...
0000
llamando
llamando
413
erreur
$int|=|1
Interacciones entre partículas
Comprobar
Valider
Tutorías de Física
413
413
413
413
413
413
413
?$tel|=|0
?$tel|=|1
Deshacer
Comprobar
REtirer le dernier trait
Reiniciar
Interacciones correctas
Interacciones inventadas
Recommencer
Tabla Correcta
erreur
erreur
Interacciones entre partículas
Comprobar
Valider
Tutorías de Física
413
413
413
413
413
413
413
?$tel|=|0
?$tel|=|1
Deshacer
Comprobar
REtirer le dernier trait
Reiniciar
Recommencer
Tabla Correcta
erreur
$pesca|=|0#lancha|=|1
?$pesca|=|3
?$pesca|=|3&lancha|=|1
$pesca|=|0
$pesca|=|3
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$pesca|=|1
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$pesca|=|1#lancha|=|2
?$lancha|>|0
?$pesca|=|1
$pesca|=|2
?$pesca|=|1
$pesca|=|0
?$pesca|=|1
erreur
$pesca|=|0#lancha|=|3
?$pesca|=|3
$pesca|=|3
?$pesca|>|1
$pesca|=|1
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?$lancha|=|4
?$lancha|=|3
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$lancha|=|6
$lancha|=|4
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$pesca|=|2
?$pesca|=|1
$pesca|=|0
?$pesca|=|1
$orden|+|1#show|=|H#solved|=|1
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$orden|=|0#show|=|H
?$orden|<|13
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$orden|+|1#show|=|tau
?$orden|=|7
$orden|=|0#show|=|us
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$orden|=|0#show|=|WZ
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$orden|+|1#show|=|WZ
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?$orden|=|12
$orden|=|0#show|=|WZ
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?$orden|=|10
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?$orden|<|6
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?$orden|=|6
1962
?$show|=|numu
Lederman, Schwartz, Steinberger
1897J.J. Thomson
1936Anderson
2012LHC
1975LBL, SLAC
1983SPS CERN
2000DONUT
1974BNL, SLAC
1979DESY
1905Einstein
1968SLAC
1995Fermilab
1977Fermilab
1956Cowan, Reines
?$show|=|mu
?$show|=|WZ
?$show|=|H
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?$show|=|a
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?$show|=|t
?$show|=|b
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?$orden|=|11
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?$show|=|us
?$show|=|g
?$show|=|WZ
?$show|=|t
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?$show|=|H
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$lancha|=|5
2012LHC
?$lancha|=|6
$bombillas|=|1
?$lancha|=|6
¡Buen trabajo! Has conseguido escapar sin que te detecten y descubran tus secretos. Los físicos y físicas seguirán pensando que la teoría válida es su Modelo Estándar, sin entender qué pasa con los neutrinos. Tendrán que seguir investigándolos.
Escapar
https://cvws.icloud-content.com/B/Ab1y_ikoJy01ZyGiTzz6ch0lYt1SAVLAdkwssZLaLHDWafdEI_AjsX6e/Marte.mp3?o=Ar16AebRRR0rCjFTm_CK_BvAF_Ys-YePraOCjW97jVtW&v=1&x=3&a=CAogLkx5MWUSiA79b2m9MK6f34L-_57YnW9-mtVaNywWrUwSaxC_qv3GrjMYv4fZyK4zIgEAUgQlYt1SWgQjsX6eaiVM4UNSS4RGUkoDTfr4FZTQYe24PPFSToQLI7JuPzyHwjXlRqqIciVHNqVdZ2lsiI_XVnxhsx-o2cOIGxVRNfAmtspdJTBYZrzeWkZC&e=1764847141&fl=&r=8fb2a0c0-296a-4b71-a6f6-f52cc53916f9-1&k=YDVvFrbbsbR8b54dkTdCgw&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=rxm7WHHgsdghjFl06j2feOuQpiU&cd=i
Neutrino Escape
2024
Juego creado por Xabier Marcano como parte del proyecto Marie Sklodowska-Curie Actions no. 101066105-PheNUmenal, financiado por el programa Horizon Europe de la Unión Europea y desarrollado en la Universidad Autónoma de Madrid e Instituto de Física Teórica.
Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Research Executive Agency (REA). Neither the European Union nor the granting authority can be held responsible for them.
Guión y diseño de puzles
Claudia García GarcíaXabier Marcano
Programación
Xabier Marcano
Desarrollado en Genially con las extensiones de S'CAPE.
Ilustraciones y Diseño Gráfico
Claudia García García
Música
Music from #Uppbeat:Fog - Tranquilium https://uppbeat.io/t/tranquilium/fog Night sky - Tranquilium https://uppbeat.io/t/tranquilium/night-sky Suspended Worlds - Ambient Boy https://uppbeat.io/t/ambient-boy/suspended-worlds The Witness - Challenge musicAnitra's Dream + In the Hall Of The Mountain Kingby Edvard Grieg for the Peer Gynt drama. Marte by K!ngdom
Efectos de sonido
Item or Material Pickup Pop 1,2&3 by el_bosshttps://freesound.org/s/665183/https://freesound.org/s/665182/ https://freesound.org/s/665181/ UI Button Click Snap by el_boss --https://freesound.org/s/677860/ toaster by jordanielmills -- https://freesound.org/s/652738/ Keycard Denial by OminousPlayer -- https://freesound.org/s/660224/ keyless unlock.wav by theplax -- https://freesound.org/s/618145/
Agradecimientos
Enrique Fernández-Martínez Luis García Hidalgo Manuel González-López Janire Ircio Laura Marcano David Millán Martín Daniel Naredo-Tuero Javier Quilis K!ngdom (@kingdom.band)
¡Gracias por jugar a Neutrino Escape!
¡Gracias por jugar a Neutrino Escape!
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Neutrino Escape © 2024 por Xabier Marcano y Claudia Garcia bajo licencia CC BY-NC-SA 4.0
Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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Official SK web
Capturando los neutrinos que vienen del Sol, el detector Super-Kamiokande ha tomado esta fotografía del Sol visto con neutrinos. Un filtro que ni en las mejores redes sociales. Además, como los neutrinos sí que atraviesan la tierra, podemos ver el Sol incluso por la noche. Eso sí, los neutrinos son tan difíciles de capturar que tomar esta foto les llevó 22 años (de 1996 a 2018).
Saber más
Official SK web
Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
Saber más
:2
Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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En mecánica clásica, la que vivimos en el día a día, es imposible atravesar una pared. En mecánica cuántica, la que siguen las partículas, hay cierta probabilidad de hacerlo para llegar a un estado de energía menor.
Este fenómeno se conoce como efecto túnel, está comprobado experimentalmente y de hecho es la base de algunos microscopios.
Efecto túnel
Microscopio efecto túnel
Andrómeda es una galaxia espiral y la más cercana de este tipo a nuestra propia galaxia, a tan solo 2,5 millones de años luz, por lo que es visible a simple vista. Por cierto, ¿sabías que tiene rumbo de colisión hacia la Vía Lactea? Existen estimaciones de que la colisión podría ocurrir en unos 5000 millones de años, fusionándose ambas en una gran galaxia.
Andrómeda
Colisión
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. Éste en concreto es Gargantúa, que ofrece una imagen tan espectacular por estar sacado de la película Interestellar. Pero sigue buscando, que sí que hemos fotografiado algunos reales.
¿Has encendido la máquina del tiempo pero no sabes qué hacer con ella? ¿Has probado a intentar apagar las partículas? Eso sí, ten cuidado, que el orden de los factores a veces sí que importa.
Solución
Usa la supercaña para pescar el pan, arrástralo hasta la tostatodora e introducelo para encender la máquina del tiempo. Vuelve al plano azul, que tendrá las partículas encendidas, y apágalas siguiendo el orden en el que se descubrieron. Cuando lo consigas, vuelve a esta pantalla para recoger la pieza que habrá salido de la tostadora. La necesitarás al final.
Ahora que tienes la supercaña, será fácil pescar algo más interesante. Sigue los planos para completar y encender la máquina del tiempo.
Más pistas
Los diagramas de Feynman, propuestos por el físico Richard Feynman en 1948, son una herramienta gráfica en física teórica para representar y calcular procesos entre partículas.
Nos ayudan a calcular la probabilidad que tiene una partícula de desintegrarse, o de colisionar con otra y producir partículas nuevas.
Saber más
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. Hace poco conseguimos fotografiar uno, en el centro de la galaxia M87.
Esto lo hizo, después de muchos años de avances, el Event Horizon Telescope. O bueno, más bien fotografió su sombra.
Saber más
Event Horizon Telescope
Aquí encontrarás pistas para resolver los puzzles...
Que serán cada vez más detalladas...
Más pistas
Solución
Hasta la solución.
Las interacciones o fuerzas entre partículas elementales realmente ocurre intercambiando otras partículas, más concretamente los bosones de gauge. El fotón se encarga de transmitir la fuerza electromagnética, los gluones la interacción nuclear fuerte, y los W y Z la nuclear débil.
Los quarks y leptones no interaccionan directamente entre sí, aunque en algunas extensiones del Modelo Estándar sí que lo hacen. Descubrir este tipo de interacción sería descubrir nueva física (en el juego representada con Desdentao).
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El bosón de Higgs fue predicho en 1964 por el físico Peter Higgs como remanente del mecanismo que daba masa a los bosones W y Z y las partículas de materia. Realmente el mecanismo se propuso entre más gente y se llama mecanismo de Brout-Englert-Higgs, pero como este último fue el que mencionó el bosón en sus trabajos, pues se quedó con su nombre. Eso sí, hubo que esperar casi 60 años y construir el colisionador de partículas más grande del mundo, el LHC en el CERN, para que las colaboraciones ATLAS y CMS lo pudiesen descubrir en 2012, completando así el Modelo Estándar de física de partículas.
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Esta teoría nos dice cómo obtienen su masa las particulas, pero no cuánto debería ser. ¿Por qué algunas son mucho más masivas que otras? O lo que es lo mismo, ¿por qué algunas sienten el vacío más que otras?
La teoría nos dice que esto depende de sus interacciones Yukawa, pero no tenemos ni idea por qué es más intensa para algunas particulas que para otras. A esto se le llama el puzzle del sabor.
La masa de las partículas fundametales que conocemos viene del mecanismo de Brout-Englert-Higgs, que nos dice que el vacío está realmente lleno de algo que llamamos el campo de Higgs. Sin él, las partículas no tendrían masa. En cambio, cuanto más sienta una partícula este vacío, mayor será su masa. Y si no lo sienten, como el fotón, se quedarán sin masa.
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Por que cada masa?
Para avanzar necesitarás haber resuelto antes los otros 4 puzles de la sala y fijarte en las pistas de colores que obtienes al solucionarlos. El diagrama de Feynman mostrará una flecha morada apuntando al este, el puzle de la radiación Cherenkov te dirá que el verde apunta al noroeste (desplázalo para ver el mensaje oculto), y en el de las interacciones verás que el rojo apunta al sur. Pulsa el logotipo central con los neutrinos cuando gire. También necesitarás la pieza amarilla con el H que obtendrás de la lancha, pero la puedes conseguir luego.
¿Ya has completado los demás puzles? Entonces ya deberías haber aprendido lo suficiente como para resolver este. Por cierto, ¿no te suena haber visto estos colores antes?
Solución
No le des tantas vueltas, hay demasiadas combinaciones como para probar al azar. Yo que tú dejaría este puzle para el final, cuándo ya hayas aprendido todo.
Más pistas
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Cuando hablamos de años luz, realmente estamos hablando de distancias, ya que nos dice la distancia que viajará la luz durante esos años. Como la luz va tan rápido, a 300.000 km/s, se usan para medir distancias enormes, algo muy útil cuando miramos al cielo. Los neutrinos, al tener una masa tan pequeña, viajan prácticamente a la misma velocidad.
Aunque la luz tarda sólo unos 8 minutos en llegar de la superficie del Sol a la Tierra, puede tardar miles de años en escapar del interior del Sol.
Los neutrinos, en cambio, espacan del interior del Sol con facilidad, por lo que nos permiten estudiar mejor el interior de las estrellas.
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Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
Saber más
El Modelo Estándar de física de partículas, nuestra teoría actual, nos clasifica las partículas elementales en una nueva tabla periódica moderna. Por un lado tenemos los fermiones que forman la materia, que pueden ser quarks o leptones, según si sienten la fuerza nuclear fuerte o no.
Por otro lado están los bosones gauge, que transmiten las interacciones fundamentales. Y finalmente tenemos el bosón de Higgs, que está relacionado con la masa de las partículas.
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Un puzle de toda la vida. Si no sabes cómo resolverlo, podrás saltar a la solución tras 1 minuto de intentarlo.
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental. Por cierto, ¿no te parece que la sala está un poco sucia?
Más pistas
Hasta que el Higgs (realmente su campo de vacío) no se enciende, ninguna de las partículas elementales tiene masa. Pulsa el interruptor del H en la parte superior derecha para encender las masas. Luego podrás pedir más pistas si las necesitas.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que sólo tienes que ordenarlas cada una en su posición del podio. ¿Qué ocurre?¿Todas las posiciones del podio te parecen iguales? A ver si el Higgs no se ha puesto en marcha todavía...
Solución
En física de partículas clasificamos las partículas, según sus propiedades. Hay partículas de materia (quarks y leptones) y de interacción (bosones gauge), además del bosón de Higgs, que va aparte. Abre la paleta de colores para elegir el color y prueba a colorear las partículas. Y recuerda los nombres que has aprendido antes.
Más pistas
Solución
Los quarks los llamamos quarks. Y los bosones bosones, salvo el gluón y fotón, que también lo son. Los leptones son todos las que no son bosones ni quarks.
El Cúmulo Bala se trata realmente de dos cúmulos de galaxias que están colisionando. Sí, colisionando, porque las galaxias chocan. Y de hecho esto nos da mucha información sobre la materia oscura.
Cúmulo Bala
Materia Oscura
El principio de incertidumbre fue enunciado por Heisenberg y nos dice que en mecánica cuántica es imposible conocer algunas cantidades a la vez, al menos con precisión infinita.
Por ejemplo, si conocemos dónde está una partícula, no sabremos hacia dónde se mueve. Y viceversa, si sabemos su movimiento, no sabremos su posición.
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Igual que el electrón tiene su neutrino asociado (el neutrino electrónico), el muón tiene el suyo, el neutrino muónico. Y el tau tendrá el suyo también, así que en el Modelo Estándar tenemos 3 tipos de neutrinos o, como le decimos, tenemos neutrinos de 3 sabores. Este segundo sabor, el muónico, se descubrió poco después del primero en un experimento en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL). Para el tercero, tuvimos que esperar unos cuantos años más.
Saber más
Yo quiero ser cazador de neutrinos
El bosón de Higgs fue predicho en 1964 por el físico Peter Higgs como remanente del mecanismo que daba masa a los bosones W y Z y las partículas de materia. Realmente el mecanismo se propuso entre más gente y se llama mecanismo de Brout-Englert-Higgs, pero como este último fue el que mencionó el bosón en sus trabajos, pues se quedó con su nombre. Eso sí, hubo que esperar casi 60 años y construir el colisionador de partículas más grande del mundo, el LHC en el CERN, para que las colaboraciones ATLAS y CMS lo pudiesen descubrir en 2012, completando así el Modelo Estándar de física de partículas.
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Muchas partículas se desintegran, convitiéndose en otras más ligeras. Pero para que esto ocurra tienen que respetar una serie de reglas de conservación de las cargas y de la energía, que inspiran las reglas de este juego.
Saber más sobre los ejemplos del juego
Los 3 procesos que tienes aquí son 3 ejemplos de diferente radioactividad: alpha, beta más y beta menos, todas con aplicación en nuestra vida. La desintegración alpha del Americio-241 se usa en detectores de humo; la desintegración beta más del Fluor-18 en tomografías PET, y la beta menos del Carbono-14 en datación.
Por cierto, todas estas desintegraciones de átomos se entienden desde las desintegraciones de las partículas que los componen.
Según la teoría de la gravedad de Einstein, la teoría de la relatividad general, la gravedad también afecta al tiempo, haciendo que vaya más lento en zonas con mayor gravedad.
Saber más
Cruza el laberinto evitando los núcleos hasta el libro de mecánica cuántica y elije el capítulo de Efecto túnel. Verás una pared iluminada, que podrás atravesar gracias a este efecto y llegar a la salida.
¿Qué ocurre, no consigues encontrar un camino libre de núcleos? Seguro que la mecánica cuántica tiene alguna solución. Pero, ¿dónde habré dejado ese libro...?
Solución
Es un laberinto, sólo tienes que llegar hasta el final. Eso sí, !que no te capturen los núcleos!
Más pistas
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. En el centro de nuestra galaxia hay uno, el Sagitario A*, y lo fotografiamos hace poco.
Esto lo hizo, después de muchos años de avances, el Event Horizon Telescope. O bueno, más bien fotografió su sombra.
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Event Horizon Telescope
Aquí encontrarás explicaciones breves sobre la física relacionada con el juego que estás resolviendo, además de enlaces y videos para saber más.
Divulgación en el IFT
No veo nada, está demasiado lejos
Debería apuntar la contraseña de la puerta en algún lado, esa maldita pantalla está a punto de fallar...
Así luce el ranking completo, incluyendo las partículas que no estaban en este juego, como el propio Higgs (que también tiene masa). Por cierto, no está a escala. Por ejemplo, las masas del u y d son casi iguales, pero el top es muchísimo más pesado. Así que no te fijes en los saltos de los peldaños, sólo en el orden.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que solo tienes que ordenar cada una en su posición del podio.
Más pistas
Solución
El culpable de las masas es el Higgs, igual te puede dar alguna pista.
El fotón y el gluón no se hablan con el Higgs, así que no tienen masa. Los neutrinos son más misteriosos, y no está claro si su masa viene del Higgs o no, como verás luego.
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Así luce el ranking completo, incluyendo las partículas que no estaban en este juego, como el propio Higgs (que también tiene masa). Por cierto, no está a escala. Por ejemplo, las masas del u y d son casi iguales, pero el top es muchísimo más pesado. Así que no te fijes en los saltos de los peldaños, sólo en el orden.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que solo tienes que ordenar cada una en su posición del podio.
Más pistas
Solución
El culpable de las masas es el Higgs, igual te puede dar alguna pista.
El fotón y el gluón no se hablan con el Higgs, así que no tienen masa. Los neutrinos son más misteriosos, y no está claro si su masa viene del Higgs o no, como verás luego.
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental.
Más pistas
Es imposible ganar una carrera a la luz en el vacío, pero sí que se puede en un medio como el agua, donde va más lenta. Y cuando una partícula cargada lo hace, deja detrás un cono de luz, una onda de choque equivalente a cuando un avión rompe la barrera del sonido.
Este fenómeno se llama radiación de Cherenkov y es cómo se detectan los neutrinos en detectores como Super-Kamiokande (bueno, realmente los leptones cargados que se producen).
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La fusión nuclear del hidrógeno en helio es uno de los procesos principales por los que estrellas como el Sol emiten la luz y energía que nos llega en forma de fotones, de partículas de luz. En este proceso también se emiten neutrinos, a los que de forma muy original llamamos neutrinos solares, y nos permiten estudiar tanto los propios neutrinos como las estrellas.
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Aunque la luz tarda sólo unos 8 minutos en llegar de la superficie del Sol a la Tierra, puede tardar miles de años en escapar del interior del Sol.
Los neutrinos, en cambio, espacan del interior del Sol con facilidad, por lo que nos permiten estudiar mejor el interior de las estrellas.
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El quark bottom (fondo) es la segunda copia más pesada del quark d y el segundo quark más pesado. La existencia de esta tercera familia de quarks se predijo teóricamente primero, y fue descubierta después en 1977 en Fermilab.
Resulta que todas las partículas de materia vienen en 3 copias, lo que llamamos 3 familias. ¿Y por qué 3?¿Habrá más?
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Arrastra el círculo más nítido sobre el ojo por la pantalla hasta que encuentres los objetos ocultos que te llevarán a los puzles de esta sala. Si ves que no puedes arrastrarlo pinchando en el círculo, prueba a arrastrar cualquier otra parte de la pantalla.
¿No ves nada? Parece que hay un círculo marcado sobre el ojo, si se pudiese mover hacia una zona con objetos invisibles...
Solución
Este detector está lleno de cosas invisibles.
Más pistas
Mostrar ubicaciones ocultas
Desde la época de Newton, a principios del siglo XVIII, la física dio muchas vueltas sobre si la luz estaba formada por ondas o por partículas. Tras varios trabajos que nos llevaron a las ecuaciones de Maxwell a mediados del siglo XIX, parecía claro que la luz eran ondas, en concreto ondas electromágneticas viajando a la velocidad de la luz (obviamente, porque es luz). Pero en 1905 Einstein propuso que la luz estaba hecha de cuantos de energía, de partículas. La dualidad onda-partícula nos dice que en realidad la luz son partículas y ondas, según en qué situación, así que normal el lío. A día de hoy llamamos fotones a las partículas de luz, y sabemos que son bosones sin masa, con espín 1, y que se encargan de transmitir la interacción electromagnética, acoplándose a todas las partículas con carga eléctrica.
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Pide ayuda pinchando en el satélite y después en el pollo, lo que mostrará el panel de herramientas. Arrastra la lupa por la reacción, mostrando partículas ocultas. Verás que se producen 2 neutrinos.
Solución
Los neutrinos son casi invisibles, muy difíciles de ver. Pero si tuvieses las herramientas adecuadas... Por cierto, ¿ha llegado ya la ayuda?
¿No sabes qué hacer? Igual necesitas pedir ayuda...
Más pistas
Las interacciones o fuerzas entre partículas elementales realmente ocurre intercambiando otras partículas, más concretamente los bosones de gauge. El fotón se encarga de transmitir la fuerza electromagnética, los gluones la interacción nuclear fuerte, y los W y Z la nuclear débil.
Los quarks y leptones no interaccionan directamente entre sí, aunque en algunas extensiones del Modelo Estándar sí que lo hacen. Descubrir este tipo de interacción sería descubrir nueva física (en el juego representada con Desdentao).
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El Modelo Estándar de física de partículas, nuestra teoría actual, nos clasifica las partículas elementales en una nueva tabla periódica moderna. Por un lado tenemos los fermiones que forman la materia, que pueden ser quarks o leptones, según si sienten la fuerza nuclear fuerte o no.
Por otro lado están los bosones gauge, que transmiten las interacciones fundamentales. Y finalmente tenemos el bosón de Higgs, que está relacionado con la masa de las partículas.
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El espín es una propiedad característica de las partículas que, junto con sus cargas y masa, define quiénes son. Entre otras cosas, el espín nos dice cómo se comportan frente a otras partículas iguales, o cómo reaccionan frente a un campo magnético.
Históricamente, el espín se lo imaginaron como si las partículas girasen sobre sí mismas, originando el nombre (del inglés to spin, girar). Esta analogía con nuestra realidad no-cuántica no es correcta, porque una partícula elemental es puntual y, por tanto, no puede girar, pero el nombre se ha quedado.
Origen del nombre
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Los neutrinos son unas de las partículas elementales que conocemos, y puede que de las más misteriosas, ya que son muy difíciles de capturar y estudiar. A pesar de haber aprendido mucho sobre los neutrinos en los últimos años, aún nos queda mucho por descubrir.
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En física teórica usamos símbolos/letras como abreviaturas de las partículas. Aunque no somos muy originales. Suelen parecerse mucho a su nombre, y a veces les ponemos sub o superíndices para marcar detalles, como la carga o el sabor.
Más pistas
Solución
Ni los quarks ni los bosones llevan estas palabras en sus símbolos, que los elegimos según la otra parte del nombre. Lo más díficil es cuando usamos las letras griegas mu, tau, nu (para neutrinos). ¿Y la gamma?
Reglas del juego
- La carga total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- El número de protones+neutrones tiene que ser el mismo a ambos lados de la flecha.
- La energía total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- Pista: el total de algo se calcula sumando el de todas las cartas a ese lado de la flecha.
El modelo de quarks con sólo 3 tipos o sabores (u, d y s), no funcionaba bien, ya que predecía procesos entre partículas que no se veían. La solución la propusieron Glashow, Iliopoulos, y Maiani en 1970, en lo que se conoce como el mecanismo de GIM. Y lo interesante es que predecía la existencia de un nuevo quark, que como solucionaba los problemas le llamaron charm (encanto). Una prueba más de los avances estudiando física del sabor.
Este nuevo quark se descubrió 4 años después, simultáneamente en dos experimentos de SLAC y BNL, descubriendo un mesón compuesto de un quark c y un antiquark c.
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Durante muchos años, la física ha discutido si la luz estaba formada por ondas o partículas. Al final, resulta que las dos cosas eran verdad. En mecánica cuántica, las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa. La luz se comporta como una onda (electromagnética) en algunos casos, y como partículas (fotones) en otros. Y lo mismo para los electrones y resto de partículas.
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El neutrino tauónico es el neutrino asociado al tauón. Fue la última partícula de materia en ser descubierta, en el 2000 por la colaboración DONUT, aunque su existencia estaba predicha para completar la tercera familia de fermiones. Igual por eso fue el único descubrimiento de neutrinos que se quedó sin premio nobel.
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Arrastra el cronómetro de la pantalla hasta cada uno de los planetas y verás que revela un reloj que indica la velocidad a la que avanza el tiempo en ese planeta. Como la gravedad ralentiza el tiempo, el reloj que avance más rápido indicará el planeta de menor gravedad, y al revés.
Solución
La gravedad afecta al paso del tiempo: cuanto más fuerte sea, más despacio avanza el tiempo. Si tuvieses cómo medir el paso del tiempo en cada planeta...
Esto es ciencia, no vale probar por probar. Tómate tu tiempo para medir la gravedad primero.
Más pistas
Usa la caña de pescar una vez, y sigue pinchando en los objetos hasta que pesques el pollo. Después, arrastra el pollo hasta la caña para obtener la supercaña. Si no sabes cómo seguir, vuelve a pedir ayuda. Por cierto, es inútil que sigas pescando con la primera caña, sólo obtendrás magikarps (al fin y al cabo es una caña vieja).
Fíjate en los planos de la máquina del tiempo (los azules). ¿Ves qué falta? ¿Cómo podrás capturarlo?
Solución
Parece que de alguna forma tienes que conseguir encender la máquina del tiempo, pero, ¿tienes todos los ingredientes?
Más pistas
Si los neutrinos sí que tienen masa, esto quiere decir que sienten el campo de vacío y que se hablan con el bosón de Higgs, ¿verdad?... ¿¡verdad!? La verdad es que no lo sabemos. Los neutrinos son tan especiales y tan difíciles de estudiar que todavía esconden muchos secretos, sobre todo relacionados con su masa. Podría venir del Higgs, como la del resto de partículas, pero igual no... Por eso es uno de los campos más activos en física de partículas.
Los neutrinos se transforman los unos en los otros mientras viajan. A esto se le llama oscilaciones de neutrinos, y sólo puede ocurrir si los neutrinos son partículas masivas. Pero el Modelo Estándar dice que los neutrinos no tienen masa, así que estas oscilaciones simplemente no existen.
Aquí viene lo interesante. Hace unos 25 años se descubrieron estas oscilaciones, demostrando que los neutrinos sí que tienen masa y que por tanto el Modelo Estándar está mal. Bueno, más bien imcompleto.
Por cierto, el juego consistía en capturar 11 neutrinos en unos 13 segundos, que son los mismos que vió el detector Kamiokande II con la Supernova de 1987. Sin estos eventos tan explosivos, el ritmo de capturar neutrinos es mucho más lento.
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¿Y entonces qué?
Es imposible ganar una carrera a la luz en el vacío, pero sí que se puede en un medio como el agua, donde va más lenta. Y cuando una partícula cargada lo hace, deja detrás un cono de luz, una onda de choque equivalente a cuando un avión rompe la barrera del sonido.
Este fenómeno se llama radiación de Cherenkov y es cómo se detectan los neutrinos en detectores como SuperKamiokande (realmente los leptónes cargados que se producen).
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No busques demasiado por aquí, la pieza que te falta la encontrarás resolviendo otro de los puzles de la sala. Cuando la recojas, aparecerá automáticamente aquí.
Solución
Resuelve el puzle de la lancha hasta obtener la pieza amarilla con el bosón de Higgs de la tostadora. Si no sabes cómo hacerlo, pide más pistas allí. Una vez la recojas, aparecerá automáticamente en esta sala. Sólo tienes que pulsar en ella para colocarla en su sitio y completar el Modelo Estándar.
Ya casi lo tienes, sólo te falta colocar la última pieza del puzle. ¿La tienes ya?
Más pistas
El gluón es el bosón gauge de la cromodinámica cuántica (QCD), transmisor de la interacción nuclear fuerte. Fue descubierto en 1979 por la colaboración experimental TASSO en el sincrotón alemán de electrones (DESY).
El gluón se encarga de mantener juntos a los quarks que forman las partículas como los protones o neutrones. Y de ahí su nombre, de la palabra inglesa glue (pegamento).
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Reglas del juego
- La carga total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- El número de protones+neutrones tiene que ser el mismo a ambos lados de la flecha.
- La energía total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- Pista: el total de algo se calcula sumando el de todas las cartas a ese lado de la flecha.
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental. Por cierto, ¿no te parece que la sala está un poco sucia?
Más pistas
Si los neutrinos sí que tienen masa, esto quiere decir que sienten el campo de vacío y que se hablan con el bosón de Higgs, ¿verdad?... ¿¡verdad!? La verdad es que no lo sabemos. Los neutrinos son tan especiales y tan difíciles de estudiar que todavía esconden muchos secretos, sobre todo relacionados con su masa. Podría venir del Higgs, como la del resto de partículas, pero igual no... Por eso es uno de los campos más activos en física de partículas.
Los neutrinos se transforman los unos en los otros mientras viajan. A esto se le llama oscilaciones de neutrinos, y sólo puede ocurrir si los neutrinos son partículas masivas. Pero el Modelo Estándar dice que los neutrinos no tienen masa, así que estas oscilaciones simplemente no existen.
Los neutrinos tienen masa, muy a pesar de lo que diga el Modelo Estándar. Esto lo sabemos gracias a que hemos medido el fenómeno llamado oscilación de neutrinos. En la vida real, no podemos controlar si los neutrinos tienen masa o no. Pero en el juego lo puedes hacer para ver cómo cambia el mundo con y sin masas de neutrinos.
¿Oscilaciones?
Aquí viene lo interesante. Hace unos 25 años se descubrieron estas oscilaciones, demostrando que los neutrinos sí que tienen masa y que por tanto el Modelo Estándar está mal. Bueno, más bien imcompleto.
¿Y entonces qué?
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Espín Dualidad Onda Partícula Principio de Incertidumbre Efecto Túnel
Espín
Dualidad Onda Partícula
Principio de Incertidumbre
Efecto Túnel
Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
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¿No ves nada? Puede ser un problema técnico
Al arrastrar el objetivo hacia alguna de las estrellas deberías ver de qué objeto se trata, pero nos han informado de que este juego no funciona bien en algunos exploradores/sistemas operativos. Si no ves nada, pulsa aquí para ver lo que debías encontrar. Pedimos disculpas por las molestias. Seguimos trabajando para solucionarlo.
Solución
A pesar del gran éxito de la teoría del Modelo Estándar, existen aún algunos misterios por resolver, problemas tanto con algunos descubrimientos experimentales, como con principios teóricos. Esto no quiere decir que sea una mala teoría, sino que está incompleta. Y descubrir cómo completarla es el día a día de la comunidad de física teórica.
De estos problemas abiertos, uno de ellos es el hecho de que los neutrinos tengan masa y todo lo que conlleva. ¿De dónde viene su masa?¿Cómo son realmente los neutrinos?¿Están relacionados con otros de los misterios por resolver?
Por todo esto, la física de neutrinos es una de las áreas más activas en física de partículas.
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Capturando los neutrinos que vienen del Sol, el detector Super-Kamiokande ha tomado esta fotografía del Sol visto con neutrinos. Un filtro que ni en las mejores redes sociales. Además, como los neutrinos sí que atraviesan la tierra, podemos ver el Sol incluso por la noche. Eso sí, los neutrinos son tan difíciles de capturar que tomar esta foto les llevó 22 años (de 1996 a 2018).
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Estás en un detector de neutrinos, lleno de ojos para ver lo invisible. Pero para eso necesita estar lleno de agua, si no no verá nada.
Solución
Pulsa en el ojo/lupa de arriba a la izquierda para llenar el detector de agua y empezar a ver lo invisible.
Saturno, el sexto planeta del Sistema Solar, una gran pelota de hidrógeno y helio, rodeado de anillos de hielo y roca. Esta foto, y otras muchas, la tomó la nave de la NASA Cassini.
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Cassini
Arrastra el círculo más nítido sobre el ojo por la pantalla hasta que encuentres los objetos ocultos que te llevarán a los puzles de esta sala. Si ves que no puedes arrastrarlo pinchando en el círculo, prueba a arrastrar cualquier otra parte de la pantalla.
¿No ves nada? Parece que hay un círculo marcado sobre el ojo, si se pudiese mover hacia una zona con objetos invisibles...
Solución
Este detector está lleno de cosas invisibles.
Más pistas
Mostrar ubicaciones ocultas
Antes de cambiar nada, el juego es imposible: algunos de los neutrinos electrónicos se transforman en otros (muónicos o tauónicos) antes de poder capturarlos. Esta transformación (que llamamos oscilación) sólo ocurre si los neutrinos tienen masa. Así que abre la configuración y desactiva la masa para que dejen de transformarse. Ya de paso, también puedes bajar la velocidad para que te resulte más fácil, aunque ahí ya dependerá de tus reflejos.
Un juego simple, sólo tienes que capturar los 11 neutrinos electrónicos (pintados de azul aquí). ¿Te parece demasiado difícil? Siempre puedes bajar el nivel del juego.
Más pistas
Solución
Si las partículas van más lentas, serán más fáciles de capturar, vale. Que giren o no, tampoco importa tanto. Pero, ¿qué importará la masa?
A estas alturas has aprendido tanto que ya casi no nos queda física que contarte. ¿O sí?
La partícula eléctricamente cargada más ligera que conocemos, unas 2000 veces más ligera que el protón. Su antipartícula es el positrón, con carga eléctrica positiva. Descubierto por el físico británico J.J. Thomson estudiando los rayos catódicos, aunque veníamos usándolo desde hace mucho, ya que la electricidad no es más que electrones en movimiento.
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El espín es una propiedad característica de las partículas que, junto con sus cargas y masa, define quiénes son. Entre otras cosas, el espín nos dice cómo se comportan frente a otras partículas iguales, o cómo reaccionan frente a un campo magnético.
Históricamente, el espín se lo imaginaron como si las particulas girasen sobre si mismas, originando el nombre (del inglés to spin, girar). Esta analogía con nuestra realidad no-cuántica no es correcta, porque una partícula elemental es puntual y, por tanto, no puede girar, pero el nombre se ha quedado.
¿Qué es el espín?
Los neutrinos tienen espín de 1/2. Esto es una propiedad que tienen, que los identifica, igual que el hecho de no tener carga eléctrica. En la vida real no podemos controlar esta propiedad, siempre está activa. En el juego lo hemos puesto por dar visibilidad al espín, y por aumentar el caos del juego.
Origen del nombre
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El muón es una versión más pesada del electrón, ya que es exáctamente igual, salvo que su masa es unas 200 veces mayor. Esto hace que no sea una partícula estable y tienda a desintegrarse a un electrón (y neutrinos). Su antipartícula es el antimuón. Fue descubierta por Carl Anderson estudiando rayos cósmicos en una cámara de niebla, aunque llevó un tiempo aclarar que se trataba de una partícula elemental y no una compuesta. De hecho, al principio se le llamaba mesón mu (los mesones son partículas compuestas por quarks y antiquarks).
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El top (cima) es la versión más pesada del quark u. Y tan pesado, porque su masa es un 200 veces mayor que la del protón, lo mismo que un átomo entero de oro, concentrado en una sola partícula. Así que estamos hablando de la partícula elemental más pesada. Esto hace que haga falta mucha energía para producirlo, y por eso no fue descubierto hasta 1995 por el colisionador de partículas Tevatrón de Fermilab. Desde entonces, sólo el colisionador LHC del CERN ha sido capaz de producir quarks top de nuevo.
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Lo sentimos, pero en esta pantalla no hay física, sólo otro tipo de frikismo.
Los bosones W y Z son los mediadores de la interacción nuclear débil. El Z es una partícula neutra, mientras que tenemos dos W, el W- con carga eléctrica igual a la del electrón, y su antipartícula W+, con carga positiva. Fueron predichas teóricamente por la teoría electrodébil de Glashow, Weinberg, y Salam en los 60, y descubiertos experimentalmente en 1983 en el SPS (Super Proton Synchrotron) del CERN.
Aunque también son bosones gauge como el fotón o el gluón, tienen la gran diferencia de ser partículas (muy) masivas, y esto lo cambia completamente todo a la hora de escribir una teoría que lo explique. La solución será la ruptura expontánea de la simetría y, de la mano, el bosón de Higgs.
¿Y su masa?
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Una supernova es una explosión que sufren algunas estrellas durante sus últimas etapas de evolución, cuando las reacciones de fusión nuclear se descontrolan, y la estrella colapsa en una estrella de neutrones o un agujero negro. En esta explosión se emite mucha energía y muchas partículas, incluyendo fotones y neutrinos, que podemos ver desde la Tierra. Esta de 1987 fue la primera, y única, que vimos también con neutrinos.
Supernova
SN1987A
Solución
Explora la sala con cuidado, verás que está repleta de puzles. Si consigues resolverlos todos, conseguirás salir.
Obtendrás 4 trozos del código de 4 puzles: el cuadro del sol, el baúl con el fotón, el reloj y la pantalla. Luego sólo tendrás que encajarlas en el orden correcto e introducirlo en la puerta. Por cierto, ¿has mirado por la ventana pequeña?
Qué de cosas hay en esta sala, ¿no?
Más pistas
Mostrar código
0820
Antes de cambiar nada, el juego es imposible: algunos de los neutrinos electrónicos se transforman en otros (muónicos o tauónicos) antes de poder capturarlos. Esta transformación (que llamamos oscilación) sólo ocurre si los neutrinos tienen masa. Así que abre la configuración y desactiva la masa para que dejen de transformarse. Ya de paso, también puedes bajar la velocidad para que te resulte más fácil, aunque ahí ya dependerá de tus reflejos.
Un juego simple, sólo tienes que capturar los 11 neutrinos electrónicos (pintados de azul aquí). ¿Te parece demasiado difícil? Siempre puedes bajar el nivel del juego.
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Solución
Si las partículas van más lentas, serán más fáciles de capturar, vale. Que giren o no, tampoco importa tanto. Pero, ¿qué importará la masa?
El Modelo Estándar de física de partículas es una de las teorías más completas y exitosas jamás construidas. Se desarrolló teóricamente y se comprobó experimentalmente durante el siglo XX, y nos dice cómo se clasifican y comportan las partículas elementales, además de cómo interactúan entre sí. Aún así, a principios de nuestro siglo, esta teoría todavía no estaba totalmente demostrada, ya que faltaba por encontrar una última pieza que predecía el modelo: el bosón de Higgs. Ésta la descubrió el LHC en el año 2012, completando así el Modelo Estándar.
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La fusión nuclear del hidrógeno en helio es uno de los procesos principales por los que estrellas como el Sol emiten la luz y energía que nos llega en forma de fotones, de partículas de luz. En este proceso también se emiten neutrinos, a los que de forma muy original llamamos neutrinos solares, y nos permiten estudiar tanto los propios neutrinos como las estrellas.
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Aplica las reglas a cada desintegración (a cada fila). Cuando estén todas las partículas en su sitio, de forma que se cumplan todas las reglas, podrás seguir. ¡Ah!¡Y no vale redondear!
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Solución
¿Crees que es imposible?¿Que es imposible cumplir todas las reglas? ¿Que te falta energía? ¿No será que lo que te falta son cartas, verdad?
Una nebulosa es una región del espacio con gases y polvo cósmico, que puede ser la zona donde se está creando una estrella o los remanentes de la muerte de una. La Nebulosa del Cangrejo corresponde a los restos de una supernova.
Nebulosa
Nebulosa del Cangrejo
¿Podré llegar hasta allí? Parece que me esperan
Completar la tabla de interacciones es opcional, pero la puedes hacer llamando para pedir ayuda y fijándote en los diagramas de los apuntes (qué partícula está conectada con cual). Con esa referencia, haz lo mismo con las partículas que hay en la imagen, conectando las que sí hablan entre sí (pincha en una partícula y luego en otra para dibujar una línea entre las dos).
¿Has llamado por el teléfono escondido en la sala principal? Si ya tienes la ayuda, fíjate bien en los diagramas dibujados en esas notas. ¿Podrás descubrir qué partícula interacciona con cuál? ¿Y de qué servirá saber cómo se conectan las partículas?
Solución
La tabla de interacciones está pensada para ayudarte con el resto del puzle, una pena que no esté completa... ¿No sabes cómo completarla? Igual puedes pedir ayuda. ¿Habrá algún teléfono por algún sitio?
Más pistas
Los neutrinos fueron predichos teóricamente por Pauli en 1930 como explicación a la aparente pérdida de energía en las desintegraciones beta: la energía no se perdía, sino que se la llevaba una nueva partícula sin carga eléctrica y por tanto invisible al detector. Al principio le llamaron neutrón, pero cuando descubrieron lo que ahora llamamos neutrón, Fermi le cambio el nombre a neutrino, ya que era más ligero. Pero, ¿cómo descubrimos algo que es invisible? Por suerte, los neutrinos sí que tienen carga nuclear débil, así que se pueden detectar con un poco de paciencia y un detector muy bueno. Y si encima te vas cerca de una fuente grande de neutrinos, aún mejor. Esto lo hicieron Cowan y Reines en 1956, convirtiéndose en los primeros cazadores de neutrinos. A día de hoy conocemos 3 tipos de neutrinos. Como éste se habla con el electrón, le llamamos neutrino electrónico. Tan originales como siempre.
Saber más (wiki)
Yo quiero ser cazador de neutrinos
Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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Official SK web
Lo sentimos, pero en esta pantalla no hay física, sólo otro tipo de frikismo.
Los neutrinos viajan muy rápido, prácticamente a la velocidad de la luz en el vacío, lo más rápido que se puede viajar. En la vida real no podemos ralentizarlos, pero por el bien de este juego hemos puesto esta opción ficticia.
Una nebulosa es una región del espacio con gases y polvo cósmico, que puede ser la zona donde se está creando una estrella o los remanentes de la muerte de una. La Nebulosa NGC 604 es una de las mayores que podemos observar.
Nebulosa
NGC 604
El Sol es una de las grandes fuentes de neutrinos que tenemos cerca, pero no es la única. También se producen muchos neutrinos en las centrales nucleares, en la atmósfera, o en muchos procesos astrofísicos, así que podemos estudiar todo el Universo con neutrinos.
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La carga eléctrica de un neutrino es cero, así que la de un antineutrino será cero. Entonces, ¿cómo distinguimos entre un neutrino y un antineutrino? La pregunta es un poco más compleja, porque los neutrinos sí que tienen otro tipo de carga (la débil), que distingue neutrinos de antineutrinos. Aún así, los neutrinos sí que podrían ser iguales a los neutrinos, siendo su propia antipartícula (decimos que serían fermiones de Majorana en vez de Dirac, como el electrón y cia). Aclarar esta situación es uno de los grandes objetivos de la física de partículas, y nuestra mejor baza experimental es buscar el proceso radioactivo doble beta sin neutrinos.
A día de hoy conocemos 17 partículas elementales, que forman toda la materia que vemos, sus interacciones y sus masas. Además, algunas de ellas tienen su antipartícula, iguales en todo pero con carga opuesta, que formarían antimateria.
La antipartícula del electrón es el positrón, que tiene carga positiva. El resto de nombres se hacen con un "anti" delante: antimuón, antiquark, antineutrino, ...
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¿Antineutrino?
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Completar la tabla de interacciones es opcional, pero la puedes hacer llamando para pedir ayuda y fijándote en los diagramas de los apuntes (qué partícula está conectada con cual). Con esa referencia, haz lo mismo con las partículas que hay en la imagen, conectando las que sí hablan entre sí (pincha en una partícula y luego en otra para dibujar una línea entre las dos.
¿Has llamado por el teléfono escondido en la sala principal? Si ya tienes la ayuda, fíjate bien en los diagramas dibujados en esas notas. ¿Podás descubrir qué partícula interacciona con cuál? ¿Y de qué servirá saber cómo se conectan las partículas?
Solución
La tabla de interacciones está pensada para ayudarte con el resto del puzle, una pena que no esté completa... ¿No sabes cómo completarla? Igual puedes pedir ayuda. ¿Habrá algún teléfono por algún sitio?
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Reglas del juego
- La carga total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- El número de protones+neutrones tiene que ser el mismo a ambos lados de la flecha.
- La energía total tiene que ser la misma a ambos lados de la flecha.
- Pista: el total de algo se calcula sumando el de todas las cartas a ese lado de la flecha.
Fíjate en la imagen del centro, es una foto del agujero negro Sagitario A*, en el centro de nuestra galaxia. Si miras por la ventana con el telescopio del baúl, podrás encontrarlo y ver a cuántos años luz está.
¿Has visto estas imágenes en algún otro sitio? Parecen muy lejanas, pero con las herramientas adecuadas igual se pueden ver y averiguar cuánto tardaría en llegar.
Solución
Algo en el centro... ¿en el centro de qué? ¿Y por qué me atraerá? Sea lo que sea, me suena haberla visto en otro sitio...
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25000
A mediados del siglo XX se descubrieron muchas partículas nuevas, ¿eran todas fundamentales? Gell-Mann y Zweig propusieron el modelo de quarks en 1964, siendo capaces de explicar todas estas partículas a partir de otras más elementales, los quarks: primero sólo con dos, el up (arriba) y down (abajo), y luego se le añadió el strange (extraño). En 1967 se descubrieron en los experimentos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC.
Una cosa curiosa de los quarks es que la interacción nuclear fuerte los mantiene siempre encerrados, formando partículas compuestas como protones y neutrones. Esto es una propiedad de la Cromodinámica Cuántica (QCD), aunque quien lo consiga demostrar de manera rigurosa se lleva un premio de 1 millón de dólares.
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El electrón y el muón no están sólos, ya que tienen una tercera partícula igual pero aún más masiva, el tauón. Fue descubierta en 1975 en experimentos en SLAC y LBL.
Resulta que todas las partículas de materia vienen en 3 copias, lo que llamamos 3 familias. ¿Y por qué 3?¿Habrá más?
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Esta teoría nos dice cómo obtienen su masa las particulas, pero no cuánto debería ser. ¿Por qué algunas son mucho más masivas que otras? O lo que es lo mismo, ¿por qué algunas sienten el vacío más que otras?
La teoría nos dice que esto depende de sus interacciones Yukawa, pero no tenemos ni idea por qué es más intensa para algunas particulas que para otras. A esto se le llama el puzzle del sabor.
La masa de las partículas fundametales que conocemos viene del mecanismo de Brout-Englert-Higgs, que nos dice que el vacío está realmente lleno de algo que llamamos el campo de Higgs. Sin él, las partículas no tendrían masa. En cambio, cuanto más sienta una partícula este vacío, mayor será su masa. Y si no lo sienten, como el fotón, se quedarán sin masa.
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Por que cada masa?
La carga eléctrica de un neutrino es cero, así que la de un antineutrino será cero. Entonces, ¿cómo distinguimos entre un neutrino y un antineutrino? La pregunta es un poco más compleja, porque los neutrinos sí que tienen otro tipo de carga (la débil), que distingue neutrinos de antineutrinos. Aún así, los neutrinos sí que podrían ser iguales a los neutrinos, siendo su propia antipartícula (decimos que serían fermiones de Majorana en vez de Dirac, como el electrón y cia). Aclarar esta situación es uno de los grandes objetivos de la física de partículas, y nuestra mejor baza experimental es buscar el proceso radioactivo doble beta sin neutrinos.
A día de hoy conocemos 17 partículas elementales, que forman toda la materia que vemos, sus interacciones y sus masas. Además, algunas de ellas tienen su antipartícula, iguales en todo pero con carga opuesta, que formarían antimateria.
La antipartícula del electrón es el positrón, que tiene carga positiva. El resto de nombres se hacen con un "anti" delante: antimuón, antiquark, antineutrino, ...
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¿Antineutrino?
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Neutrino Escape (es)
Xabier Marcano
Created on September 19, 2024
Escape Room de Fisica Teorica
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Neutrinoescape
La versión actual está optimizada para jugarla en un ordenador. Si quieres jugar en el móvil o en la tablet, lee las instrucciones antes.
¡Atención!
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https://cvws.icloud-content.com/B/AZ1LaUIBnwCgW_MYZzckJTt0RO86Acxx7UIJwvvvhY4PrVEc42ghddZj/Fog.mp3?o=AprcyUSevUISlYgETuq5M18aveursTmpgojDUVezgjCS&v=1&x=3&a=CAogFxqCokOp-0sj6ZQEFd0iRrfeHdkU_7-ILd_PV0-vLaESaxCljN_GrjMYpem6yK4zIgEAUgR0RO86WgQhddZjaiWL2SJ7xHghmm7k_2ZH9Vi2cg6oQqz2Md1CFwY0KYe6AUvFfZRQciVB_LohY1x8F-SQKHCFYw-j89WM6Yyb9U6WS8lwI-sDBN9a8MZH&e=1764846646&fl=&r=ca9a11c0-d18d-42d1-91a2-a03a6cc7dca5-1&k=6bGC8xitq03y8US0dn1p0Q&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=k4wan2yrKArokplmxr4EvYPaXfo&cd=i
¿Qué soy?
Tócame
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
Usar sólo en caso de emergencia
Usar sólo en caso de emergencia
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
Usar sólo en caso de emergencia
Usar sólo en caso de emergencia
Señala la partícula elemental
Señala la partícula elemental
¡Oh, no!
Era una partícula compuesta, hecha de otras partículas...
Probar otra vez
Probar otra vez
Soy una partícula elemental...
pero, ¿cuál?
Has encontrado 3 isótopos radioactivos, ¿serás capaz de descubrir en qué se desintegran? Para ello tendrás que aprenderte las reglas del juego. Cuando las sepas, roba cartas...
0.1
Has encontrado partículas invisibles!!!
Revisar solución
Comprobando carga total . . . . . . . ok
Comprobando p+n total . . . . . . . . ok
Comprobando energía total. . . . . . ok
Partícula identificada. . . .
#09fb01
Ah, me siento invisible, debo ser un neutrino...
pero, ¿de dónde vengo?
Esta es una reación de fusión que, además de energía, produce neutrinos. Pero, ¿cuántos?
Buscar neutrinos
Encuentra las partículas invisibles
¿Cuántos neutrinos se producen al fusionarse 4 protones?
OK
Continuar
https://cvws.icloud-content.com/B/AfaElZ0LpcDX9J2UNxBihKEkU9ETAXs-v-HYI_RRcZcSGqR24mErd7uS/Night_Sky.mp3?o=Aq3TE4dlI3xgY7d4kcg6JZYtYLGpG50falFE3vEoNpRI&v=1&x=3&a=CAogRG710upxq5vGaWYbiBPAsbW4uAuTKhiXYcv2IiUqUJoSaxDAovTGrjMYwP_PyK4zIgEAUgQkU9ETWgQrd7uSaiXsp9XNhFtIaY3XrZjEwvYZE_qYJMVWSIrKWnY-0AYXnJoDKu9eciVn6vFvBJC-gfgChjfD1f5xxgLCepRQqELqSvJ3ZCiE3VJS4fcX&e=1764846993&fl=&r=7a472c4f-5b49-4772-a072-fa2dd8bc8461-1&k=ttLoijoDNvlBgcNg9HWqeQ&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=jv8sI8KC5rFrzvfs-AeMixBJVw4&cd=i
¿Dónde estoy?
0.1
0.1
Abierto
0000
Denegado
https://cvws.icloud-content.com/B/AbGWqyZEf9UZLvEpObiY1cMS4MtyAcFA27UuaJdY0R7tWgy_1S0ZcrBD/Wrong_pass.mp3?o=AojxinsEX36Yq1SLQB9_KwlVbIFVd-oO1uzhgPBS-vON&v=1&x=3&a=CAogJnxHpn6_zKWiVKQjsIPpqy4vNQJQTYkGTcwAz0ppDrMSaxDm9u3GrjMY5tPJyK4zIgEAUgQS4MtyWgQZcrBDaiXv61s9-0zbaTAqahF8htGukIwvUS-bRuV7UJr7TmQ3qEG8SGsQciXIKIGRPiDGO_t6ww7J_Uwak9Qj-sGWGfo1bU7kiCN_CDjp4hJ1&e=1764846889&fl=&r=34c35c34-de02-4a7c-981e-449482b4e35a-1&k=mHRZu9-I76IT1EJZ5sYBhA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=wxJBXwQAlnu34uFRnwOBQ2U_FAY&cd=i
CE
0820
0.1
#3ea1b6
error
Hay algo en el centro que me atrae...
¿cuántos años tardaría en llegar?
https://cvws.icloud-content.com/B/AbGWqyZEf9UZLvEpObiY1cMS4MtyAcFA27UuaJdY0R7tWgy_1S0ZcrBD/Wrong_pass.mp3?o=AojxinsEX36Yq1SLQB9_KwlVbIFVd-oO1uzhgPBS-vON&v=1&x=3&a=CAogJnxHpn6_zKWiVKQjsIPpqy4vNQJQTYkGTcwAz0ppDrMSaxDm9u3GrjMY5tPJyK4zIgEAUgQS4MtyWgQZcrBDaiXv61s9-0zbaTAqahF8htGukIwvUS-bRuV7UJr7TmQ3qEG8SGsQciXIKIGRPiDGO_t6ww7J_Uwak9Qj-sGWGfo1bU7kiCN_CDjp4hJ1&e=1764846889&fl=&r=34c35c34-de02-4a7c-981e-449482b4e35a-1&k=mHRZu9-I76IT1EJZ5sYBhA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=wxJBXwQAlnu34uFRnwOBQ2U_FAY&cd=i
0000
25000
#3ea1b6
Acceso Permitido...
¿Mostrar código puerta?
08:20
No
Sí
Acceso Permitido...
¿Mostrar código puerta?
08:20
El Sol fotografiado con neutrinos
Ir a la solución
El Sol fotografiado con neutrinos
DACB
ERROR
¿Dónde es más intensa la gravedad?
Toca de menos a más
Son las 07:30
ABCD
:2
Agujero Negro Sagitario A* 25.000 años luz
SuperNova 1987A 168.000 años luz
Nebulosa del Cangrejo 6.300 años luz
Nebulosa NGC 604 2,8 millones de años luz
Cúmulo Bala 3.720 millones de años luz
Agujero Negro Gargantua ???
Saturno 80 minutos luz
Agujero Negro en el centro de la galaxia M87 50 millones de años luz
Galaxia Andrómeda 2,5 millones de años luz
Llevo miles de añosintentando salir de aquí...
¿Me ayudas a escapar?
Soy un fotón, una partícula de luz
No
Sí
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
¡¡¡Te ha capturado un núcleo!!!
Reintentarlo
Mecánica Cuántica
Espín Dualidad Onda Partícula Principio de Incertidumbre Efecto Túnel
Espín
Has encontrado un libro de Mecánica Cuántica. ¿Qué capítulo quieres leer?
Dualidad Onda Partícula
Principio de Incertidumbre
Efecto Túnel
¡¡¡Soy Libre!!!
Has escapado con éxito del Sol y te diriges a la Tierra, pero allí te esperan detectores de neutrinos dispuestos a cazarte. Tu misión consiste en descubrir el secreto de los neutrinos antes de llegar a la Tierra.
Empezar
XX
500
https://cvws.icloud-content.com/B/Adiq7LpJ6-QZmSmyZUdDBEc9tAMFAZX5W_OL6YyKeQKYNQO3ogBtd8qm/Challenge_8mas1.mp3?o=AsnKVcZFEEZFPpJNim4hi_HVb94B88js0Z1geQXtJtg8&v=1&x=3&a=CAogmO0F9H37Lu8nY5bvr0jQWdk7dDwGA2oc9yM-iJ0-6CMSaxC7k97GrjMYu_C5yK4zIgEAUgQ9tAMFWgRtd8qmaiWL79U8QNgbpc2v52v34CjVMABEJ6wSKtrSshD8SchJw2D2BwblciVTfPHkA1UFK4Db5D_5aqex-qnuqz0WOo8RkyKMed54MxgGpM8u&e=1764846630&fl=&r=5de017b8-1ac7-47d5-b91e-7c65b9e3d5f8-1&k=BmOGTwWqbFUi4_l633iMqA&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=YPXImxwkEeYDcIairgg8Q4-JBt0&cd=i
$challenge|=|0
XX
?$challenge|=|3
?$challenge|=|2
?$challenge|>|2
?$challenge|=|1
?$challenge|>|1
¡Has llegado a la Tierra! Puedes avanzar o revisar la física antes.
XX
Encuentra las parejas
Nombra las partículas elementales
$challenge|+|1
XX
electrón
neutrino tauónico
quark top
positrón
quark up
fotón
muón
quark down
gluón
tauón
quark strange
bosón W
neutrino electrónico
quark charm
bosón Z
neutrino muónico
quark bottom
bosón Higgs
XX
Colorea las Partículas
Clasifica las partículas elementales
XX
$challenge|+|1
Leptón
Quark
Bosóngauge
Higgs
OK
XX
Ordena las Partículas
¿Cuál es más pesada?
XX
0.1
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
XX
$challenge|+|1
Campo de Higgs activado
Ahora las partículas tiene masa
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
Ranking Partículas más masivas
XX
$challenge|+|1
Pincha sobre las partículas para ver lo que yo sé
!u
!e
!c
!a
!t
!nu
!mu
!Z
!tau
!g
!b
Ranking Partículas más masivas
XX
Captura los neutrinos...
...antes de que oscilen
XX
Captura los 11 neutrinos electrónicosen 13 segundos
$mass|=|on#spin|=|off#v|=|alta
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
0.1
XX
XX
¡Sabor equivocado!
Ese no era un neutrino electrónico...
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|on
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|on
Configuración
XX
Neutrinos electrónicos capturados:
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
Nuevo Intento
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|on&mass|=|on
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|alta&spin|=|off&mass|=|on
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|off
?$v|=|baja&spin|=|off&mass|=|on
Configuración
XX
Configuración
$v|=|baja
?$v|=|alta
$v|=|alta
Velocidad Alta Espín Masa
$spin|=|off
?$spin|=|on
$spin|=|on
$mass|=|off
?$mass|=|on
$mass|=|on
Volver
¡¡¡Oh, nooo!!
Has llegado a la Tierra sin haber completado tu misión. Tras un duro interrogatorio en los detectores de neutrinos, los físicos y físicas descubren tus secretos más íntimos... Pero no te desanimes, puedes volver a intentarlo.
Nuevo Intento
Buen trabajo, durante tu viaje hasta la Tierra has descubierto el gran secreto de los neutrinos:su masaTu última misión será ocultar este secreto de los físicos y físicas que lo buscan. El problema es que llegas a su mejor arma: un detector de neutrinos. ¿Serás capaz de escapar sin que descubran tu secreto?
Al detector
https://cvws.icloud-content.com/B/AYdmGAJ-ZyFh1rComrS3ie4_riwCAfX4nlhZM7SEnN579pcREAPI6xCk/SuspendedWorlds.mp3?o=AiXmN7H7pfkcRLg5sqkE81ykdNb-spdiE0hpwYQjfs-g&v=1&x=3&a=CAogTrzkS6NhEBwIJcVK4bekRNreyKlx3tpZDl0TAr9d9icSaxCpnPvGrjMYqfnWyK4zIgEAUgQ_riwCWgTI6xCkaiWZgA4NZLOpInN0KHNiXoW_yYkNCYDT3Cj1QVonAQNV9dlx1quMciV8BiSU4dVgH8Egawt0WOC9jCgN5P3J9BbjhyX5nxvR346RnX-Y&e=1764847107&fl=&r=6e6519a7-ca5a-4d17-a4ec-dba3d85e9a27-1&k=UJjeQkyZil4i2RBoJ-_7MQ&ckc=com.apple.clouddocs&ckz=com.apple.CloudDocs&p=140&s=WaaOAUCOHHTM0hTpvuhQ3nXCuWs&cd=i
$lancha|=|0#pesca|=|0#bombillas|=|0#int|=|0#tel|=|0#cher|=|0
El tanque está lleno de agua.
Ahora puedes ver lo invisible.
?$bombillas|=|0
?$bombillas|=|1
?$lancha|>|1
?$lancha|<|2
?$cher|=|0
?$cher|=|1
?$int|=|0
?$int|=|1
???
Diagrama de Feynman
Has encontrado un puzzle
???
Radiación de Cherenkov
Detección en Super-Kamiokande de un neutrino muónico que se dirige hacia el noroeste.
$cher|=|1
Detección en Super-Kamiokande de un neutrino muónico que se dirige hacia el noroeste.
Radiación de Cherenkov
$tel|=|1
Ayuda enviada
Ha llamado a Hombre Feliz...
0000
llamando
llamando
413
erreur
$int|=|1
Interacciones entre partículas
Comprobar
Valider
Tutorías de Física
413
413
413
413
413
413
413
?$tel|=|0
?$tel|=|1
Deshacer
Comprobar
REtirer le dernier trait
Reiniciar
Interacciones correctas
Interacciones inventadas
Recommencer
Tabla Correcta
erreur
erreur
Interacciones entre partículas
Comprobar
Valider
Tutorías de Física
413
413
413
413
413
413
413
?$tel|=|0
?$tel|=|1
Deshacer
Comprobar
REtirer le dernier trait
Reiniciar
Recommencer
Tabla Correcta
erreur
$pesca|=|0#lancha|=|1
?$pesca|=|3
?$pesca|=|3&lancha|=|1
$pesca|=|0
$pesca|=|3
?$pesca|>|1
$pesca|=|1
?$pesca|<|2
$pesca|=|1#lancha|=|2
?$lancha|>|0
?$pesca|=|1
$pesca|=|2
?$pesca|=|1
$pesca|=|0
?$pesca|=|1
erreur
$pesca|=|0#lancha|=|3
?$pesca|=|3
$pesca|=|3
?$pesca|>|1
$pesca|=|1
?$pesca|<|2&lancha|<|3
?$lancha|>|2
?$lancha|=|4
?$lancha|=|3
?$lancha|=|5
$lancha|=|6
$lancha|=|4
?$pesca|=|1
$pesca|=|2
?$pesca|=|1
$pesca|=|0
?$pesca|=|1
$orden|+|1#show|=|H#solved|=|1
?$orden|=|13
$orden|=|0#show|=|H
?$orden|<|13
$orden|=|0#show|=|tau
?$orden|<|7
$orden|+|1#show|=|tau
?$orden|=|7
$orden|=|0#show|=|us
?$orden|<|5
$orden|+|1#show|=|us
?$orden|=|5
$orden|=|0#show|=|WZ
?$orden|<|10
$orden|+|1#show|=|WZ
?$orden|=|10
$orden|=|0#show|=|nutau
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$orden|+|1#show|=|nutau
?$orden|=|12
$orden|=|0#show|=|WZ
?$orden|<|10
$orden|+|1#show|=|WZ
?$orden|=|10
$orden|=|0#show|=|c
?$orden|<|6
$orden|+|1#show|=|c
?$orden|=|6
1962
?$show|=|numu
Lederman, Schwartz, Steinberger
1897J.J. Thomson
1936Anderson
2012LHC
1975LBL, SLAC
1983SPS CERN
2000DONUT
1974BNL, SLAC
1979DESY
1905Einstein
1968SLAC
1995Fermilab
1977Fermilab
1956Cowan, Reines
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2012LHC
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¡Buen trabajo! Has conseguido escapar sin que te detecten y descubran tus secretos. Los físicos y físicas seguirán pensando que la teoría válida es su Modelo Estándar, sin entender qué pasa con los neutrinos. Tendrán que seguir investigándolos.
Escapar
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Neutrino Escape
2024
Juego creado por Xabier Marcano como parte del proyecto Marie Sklodowska-Curie Actions no. 101066105-PheNUmenal, financiado por el programa Horizon Europe de la Unión Europea y desarrollado en la Universidad Autónoma de Madrid e Instituto de Física Teórica.
Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Research Executive Agency (REA). Neither the European Union nor the granting authority can be held responsible for them.
Guión y diseño de puzles
Claudia García GarcíaXabier Marcano
Programación
Xabier Marcano
Desarrollado en Genially con las extensiones de S'CAPE.
Ilustraciones y Diseño Gráfico
Claudia García García
Música
Music from #Uppbeat:Fog - Tranquilium https://uppbeat.io/t/tranquilium/fog Night sky - Tranquilium https://uppbeat.io/t/tranquilium/night-sky Suspended Worlds - Ambient Boy https://uppbeat.io/t/ambient-boy/suspended-worlds The Witness - Challenge musicAnitra's Dream + In the Hall Of The Mountain Kingby Edvard Grieg for the Peer Gynt drama. Marte by K!ngdom
Efectos de sonido
Item or Material Pickup Pop 1,2&3 by el_bosshttps://freesound.org/s/665183/https://freesound.org/s/665182/ https://freesound.org/s/665181/ UI Button Click Snap by el_boss --https://freesound.org/s/677860/ toaster by jordanielmills -- https://freesound.org/s/652738/ Keycard Denial by OminousPlayer -- https://freesound.org/s/660224/ keyless unlock.wav by theplax -- https://freesound.org/s/618145/
Agradecimientos
Enrique Fernández-Martínez Luis García Hidalgo Manuel González-López Janire Ircio Laura Marcano David Millán Martín Daniel Naredo-Tuero Javier Quilis K!ngdom (@kingdom.band)
¡Gracias por jugar a Neutrino Escape!
¡Gracias por jugar a Neutrino Escape!
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Neutrino Escape © 2024 por Xabier Marcano y Claudia Garcia bajo licencia CC BY-NC-SA 4.0
Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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Official SK web
Capturando los neutrinos que vienen del Sol, el detector Super-Kamiokande ha tomado esta fotografía del Sol visto con neutrinos. Un filtro que ni en las mejores redes sociales. Además, como los neutrinos sí que atraviesan la tierra, podemos ver el Sol incluso por la noche. Eso sí, los neutrinos son tan difíciles de capturar que tomar esta foto les llevó 22 años (de 1996 a 2018).
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Official SK web
Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
Saber más
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Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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En mecánica clásica, la que vivimos en el día a día, es imposible atravesar una pared. En mecánica cuántica, la que siguen las partículas, hay cierta probabilidad de hacerlo para llegar a un estado de energía menor.
Este fenómeno se conoce como efecto túnel, está comprobado experimentalmente y de hecho es la base de algunos microscopios.
Efecto túnel
Microscopio efecto túnel
Andrómeda es una galaxia espiral y la más cercana de este tipo a nuestra propia galaxia, a tan solo 2,5 millones de años luz, por lo que es visible a simple vista. Por cierto, ¿sabías que tiene rumbo de colisión hacia la Vía Lactea? Existen estimaciones de que la colisión podría ocurrir en unos 5000 millones de años, fusionándose ambas en una gran galaxia.
Andrómeda
Colisión
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. Éste en concreto es Gargantúa, que ofrece una imagen tan espectacular por estar sacado de la película Interestellar. Pero sigue buscando, que sí que hemos fotografiado algunos reales.
¿Has encendido la máquina del tiempo pero no sabes qué hacer con ella? ¿Has probado a intentar apagar las partículas? Eso sí, ten cuidado, que el orden de los factores a veces sí que importa.
Solución
Usa la supercaña para pescar el pan, arrástralo hasta la tostatodora e introducelo para encender la máquina del tiempo. Vuelve al plano azul, que tendrá las partículas encendidas, y apágalas siguiendo el orden en el que se descubrieron. Cuando lo consigas, vuelve a esta pantalla para recoger la pieza que habrá salido de la tostadora. La necesitarás al final.
Ahora que tienes la supercaña, será fácil pescar algo más interesante. Sigue los planos para completar y encender la máquina del tiempo.
Más pistas
Los diagramas de Feynman, propuestos por el físico Richard Feynman en 1948, son una herramienta gráfica en física teórica para representar y calcular procesos entre partículas.
Nos ayudan a calcular la probabilidad que tiene una partícula de desintegrarse, o de colisionar con otra y producir partículas nuevas.
Saber más
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. Hace poco conseguimos fotografiar uno, en el centro de la galaxia M87.
Esto lo hizo, después de muchos años de avances, el Event Horizon Telescope. O bueno, más bien fotografió su sombra.
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Event Horizon Telescope
Aquí encontrarás pistas para resolver los puzzles...
Que serán cada vez más detalladas...
Más pistas
Solución
Hasta la solución.
Las interacciones o fuerzas entre partículas elementales realmente ocurre intercambiando otras partículas, más concretamente los bosones de gauge. El fotón se encarga de transmitir la fuerza electromagnética, los gluones la interacción nuclear fuerte, y los W y Z la nuclear débil.
Los quarks y leptones no interaccionan directamente entre sí, aunque en algunas extensiones del Modelo Estándar sí que lo hacen. Descubrir este tipo de interacción sería descubrir nueva física (en el juego representada con Desdentao).
Saber más
El bosón de Higgs fue predicho en 1964 por el físico Peter Higgs como remanente del mecanismo que daba masa a los bosones W y Z y las partículas de materia. Realmente el mecanismo se propuso entre más gente y se llama mecanismo de Brout-Englert-Higgs, pero como este último fue el que mencionó el bosón en sus trabajos, pues se quedó con su nombre. Eso sí, hubo que esperar casi 60 años y construir el colisionador de partículas más grande del mundo, el LHC en el CERN, para que las colaboraciones ATLAS y CMS lo pudiesen descubrir en 2012, completando así el Modelo Estándar de física de partículas.
Saber más
Esta teoría nos dice cómo obtienen su masa las particulas, pero no cuánto debería ser. ¿Por qué algunas son mucho más masivas que otras? O lo que es lo mismo, ¿por qué algunas sienten el vacío más que otras?
La teoría nos dice que esto depende de sus interacciones Yukawa, pero no tenemos ni idea por qué es más intensa para algunas particulas que para otras. A esto se le llama el puzzle del sabor.
La masa de las partículas fundametales que conocemos viene del mecanismo de Brout-Englert-Higgs, que nos dice que el vacío está realmente lleno de algo que llamamos el campo de Higgs. Sin él, las partículas no tendrían masa. En cambio, cuanto más sienta una partícula este vacío, mayor será su masa. Y si no lo sienten, como el fotón, se quedarán sin masa.
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Por que cada masa?
Para avanzar necesitarás haber resuelto antes los otros 4 puzles de la sala y fijarte en las pistas de colores que obtienes al solucionarlos. El diagrama de Feynman mostrará una flecha morada apuntando al este, el puzle de la radiación Cherenkov te dirá que el verde apunta al noroeste (desplázalo para ver el mensaje oculto), y en el de las interacciones verás que el rojo apunta al sur. Pulsa el logotipo central con los neutrinos cuando gire. También necesitarás la pieza amarilla con el H que obtendrás de la lancha, pero la puedes conseguir luego.
¿Ya has completado los demás puzles? Entonces ya deberías haber aprendido lo suficiente como para resolver este. Por cierto, ¿no te suena haber visto estos colores antes?
Solución
No le des tantas vueltas, hay demasiadas combinaciones como para probar al azar. Yo que tú dejaría este puzle para el final, cuándo ya hayas aprendido todo.
Más pistas
Mostrar solución
Cuando hablamos de años luz, realmente estamos hablando de distancias, ya que nos dice la distancia que viajará la luz durante esos años. Como la luz va tan rápido, a 300.000 km/s, se usan para medir distancias enormes, algo muy útil cuando miramos al cielo. Los neutrinos, al tener una masa tan pequeña, viajan prácticamente a la misma velocidad.
Aunque la luz tarda sólo unos 8 minutos en llegar de la superficie del Sol a la Tierra, puede tardar miles de años en escapar del interior del Sol.
Los neutrinos, en cambio, espacan del interior del Sol con facilidad, por lo que nos permiten estudiar mejor el interior de las estrellas.
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Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
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El Modelo Estándar de física de partículas, nuestra teoría actual, nos clasifica las partículas elementales en una nueva tabla periódica moderna. Por un lado tenemos los fermiones que forman la materia, que pueden ser quarks o leptones, según si sienten la fuerza nuclear fuerte o no.
Por otro lado están los bosones gauge, que transmiten las interacciones fundamentales. Y finalmente tenemos el bosón de Higgs, que está relacionado con la masa de las partículas.
Saber más
Un puzle de toda la vida. Si no sabes cómo resolverlo, podrás saltar a la solución tras 1 minuto de intentarlo.
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental. Por cierto, ¿no te parece que la sala está un poco sucia?
Más pistas
Hasta que el Higgs (realmente su campo de vacío) no se enciende, ninguna de las partículas elementales tiene masa. Pulsa el interruptor del H en la parte superior derecha para encender las masas. Luego podrás pedir más pistas si las necesitas.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que sólo tienes que ordenarlas cada una en su posición del podio. ¿Qué ocurre?¿Todas las posiciones del podio te parecen iguales? A ver si el Higgs no se ha puesto en marcha todavía...
Solución
En física de partículas clasificamos las partículas, según sus propiedades. Hay partículas de materia (quarks y leptones) y de interacción (bosones gauge), además del bosón de Higgs, que va aparte. Abre la paleta de colores para elegir el color y prueba a colorear las partículas. Y recuerda los nombres que has aprendido antes.
Más pistas
Solución
Los quarks los llamamos quarks. Y los bosones bosones, salvo el gluón y fotón, que también lo son. Los leptones son todos las que no son bosones ni quarks.
El Cúmulo Bala se trata realmente de dos cúmulos de galaxias que están colisionando. Sí, colisionando, porque las galaxias chocan. Y de hecho esto nos da mucha información sobre la materia oscura.
Cúmulo Bala
Materia Oscura
El principio de incertidumbre fue enunciado por Heisenberg y nos dice que en mecánica cuántica es imposible conocer algunas cantidades a la vez, al menos con precisión infinita.
Por ejemplo, si conocemos dónde está una partícula, no sabremos hacia dónde se mueve. Y viceversa, si sabemos su movimiento, no sabremos su posición.
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Igual que el electrón tiene su neutrino asociado (el neutrino electrónico), el muón tiene el suyo, el neutrino muónico. Y el tau tendrá el suyo también, así que en el Modelo Estándar tenemos 3 tipos de neutrinos o, como le decimos, tenemos neutrinos de 3 sabores. Este segundo sabor, el muónico, se descubrió poco después del primero en un experimento en el Laboratorio Nacional de Brookhaven (BNL). Para el tercero, tuvimos que esperar unos cuantos años más.
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Yo quiero ser cazador de neutrinos
El bosón de Higgs fue predicho en 1964 por el físico Peter Higgs como remanente del mecanismo que daba masa a los bosones W y Z y las partículas de materia. Realmente el mecanismo se propuso entre más gente y se llama mecanismo de Brout-Englert-Higgs, pero como este último fue el que mencionó el bosón en sus trabajos, pues se quedó con su nombre. Eso sí, hubo que esperar casi 60 años y construir el colisionador de partículas más grande del mundo, el LHC en el CERN, para que las colaboraciones ATLAS y CMS lo pudiesen descubrir en 2012, completando así el Modelo Estándar de física de partículas.
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Muchas partículas se desintegran, convitiéndose en otras más ligeras. Pero para que esto ocurra tienen que respetar una serie de reglas de conservación de las cargas y de la energía, que inspiran las reglas de este juego.
Saber más sobre los ejemplos del juego
Los 3 procesos que tienes aquí son 3 ejemplos de diferente radioactividad: alpha, beta más y beta menos, todas con aplicación en nuestra vida. La desintegración alpha del Americio-241 se usa en detectores de humo; la desintegración beta más del Fluor-18 en tomografías PET, y la beta menos del Carbono-14 en datación.
Por cierto, todas estas desintegraciones de átomos se entienden desde las desintegraciones de las partículas que los componen.
Según la teoría de la gravedad de Einstein, la teoría de la relatividad general, la gravedad también afecta al tiempo, haciendo que vaya más lento en zonas con mayor gravedad.
Saber más
Cruza el laberinto evitando los núcleos hasta el libro de mecánica cuántica y elije el capítulo de Efecto túnel. Verás una pared iluminada, que podrás atravesar gracias a este efecto y llegar a la salida.
¿Qué ocurre, no consigues encontrar un camino libre de núcleos? Seguro que la mecánica cuántica tiene alguna solución. Pero, ¿dónde habré dejado ese libro...?
Solución
Es un laberinto, sólo tienes que llegar hasta el final. Eso sí, !que no te capturen los núcleos!
Más pistas
Los agujeros negros son objetos cósmicos que generan una gravedad tan grande que ni la luz puede escapar de ellos. En el centro de nuestra galaxia hay uno, el Sagitario A*, y lo fotografiamos hace poco.
Esto lo hizo, después de muchos años de avances, el Event Horizon Telescope. O bueno, más bien fotografió su sombra.
Saber más
Event Horizon Telescope
Aquí encontrarás explicaciones breves sobre la física relacionada con el juego que estás resolviendo, además de enlaces y videos para saber más.
Divulgación en el IFT
No veo nada, está demasiado lejos
Debería apuntar la contraseña de la puerta en algún lado, esa maldita pantalla está a punto de fallar...
Así luce el ranking completo, incluyendo las partículas que no estaban en este juego, como el propio Higgs (que también tiene masa). Por cierto, no está a escala. Por ejemplo, las masas del u y d son casi iguales, pero el top es muchísimo más pesado. Así que no te fijes en los saltos de los peldaños, sólo en el orden.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que solo tienes que ordenar cada una en su posición del podio.
Más pistas
Solución
El culpable de las masas es el Higgs, igual te puede dar alguna pista.
El fotón y el gluón no se hablan con el Higgs, así que no tienen masa. Los neutrinos son más misteriosos, y no está claro si su masa viene del Higgs o no, como verás luego.
Tutorías de Física
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Así luce el ranking completo, incluyendo las partículas que no estaban en este juego, como el propio Higgs (que también tiene masa). Por cierto, no está a escala. Por ejemplo, las masas del u y d son casi iguales, pero el top es muchísimo más pesado. Así que no te fijes en los saltos de los peldaños, sólo en el orden.
Las partículas elementales tienen masa, al menos casi todas, y son bastante diferentes entre sí. Así que solo tienes que ordenar cada una en su posición del podio.
Más pistas
Solución
El culpable de las masas es el Higgs, igual te puede dar alguna pista.
El fotón y el gluón no se hablan con el Higgs, así que no tienen masa. Los neutrinos son más misteriosos, y no está claro si su masa viene del Higgs o no, como verás luego.
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental.
Más pistas
Es imposible ganar una carrera a la luz en el vacío, pero sí que se puede en un medio como el agua, donde va más lenta. Y cuando una partícula cargada lo hace, deja detrás un cono de luz, una onda de choque equivalente a cuando un avión rompe la barrera del sonido.
Este fenómeno se llama radiación de Cherenkov y es cómo se detectan los neutrinos en detectores como Super-Kamiokande (bueno, realmente los leptones cargados que se producen).
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La fusión nuclear del hidrógeno en helio es uno de los procesos principales por los que estrellas como el Sol emiten la luz y energía que nos llega en forma de fotones, de partículas de luz. En este proceso también se emiten neutrinos, a los que de forma muy original llamamos neutrinos solares, y nos permiten estudiar tanto los propios neutrinos como las estrellas.
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Aunque la luz tarda sólo unos 8 minutos en llegar de la superficie del Sol a la Tierra, puede tardar miles de años en escapar del interior del Sol.
Los neutrinos, en cambio, espacan del interior del Sol con facilidad, por lo que nos permiten estudiar mejor el interior de las estrellas.
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El quark bottom (fondo) es la segunda copia más pesada del quark d y el segundo quark más pesado. La existencia de esta tercera familia de quarks se predijo teóricamente primero, y fue descubierta después en 1977 en Fermilab.
Resulta que todas las partículas de materia vienen en 3 copias, lo que llamamos 3 familias. ¿Y por qué 3?¿Habrá más?
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Arrastra el círculo más nítido sobre el ojo por la pantalla hasta que encuentres los objetos ocultos que te llevarán a los puzles de esta sala. Si ves que no puedes arrastrarlo pinchando en el círculo, prueba a arrastrar cualquier otra parte de la pantalla.
¿No ves nada? Parece que hay un círculo marcado sobre el ojo, si se pudiese mover hacia una zona con objetos invisibles...
Solución
Este detector está lleno de cosas invisibles.
Más pistas
Mostrar ubicaciones ocultas
Desde la época de Newton, a principios del siglo XVIII, la física dio muchas vueltas sobre si la luz estaba formada por ondas o por partículas. Tras varios trabajos que nos llevaron a las ecuaciones de Maxwell a mediados del siglo XIX, parecía claro que la luz eran ondas, en concreto ondas electromágneticas viajando a la velocidad de la luz (obviamente, porque es luz). Pero en 1905 Einstein propuso que la luz estaba hecha de cuantos de energía, de partículas. La dualidad onda-partícula nos dice que en realidad la luz son partículas y ondas, según en qué situación, así que normal el lío. A día de hoy llamamos fotones a las partículas de luz, y sabemos que son bosones sin masa, con espín 1, y que se encargan de transmitir la interacción electromagnética, acoplándose a todas las partículas con carga eléctrica.
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Pide ayuda pinchando en el satélite y después en el pollo, lo que mostrará el panel de herramientas. Arrastra la lupa por la reacción, mostrando partículas ocultas. Verás que se producen 2 neutrinos.
Solución
Los neutrinos son casi invisibles, muy difíciles de ver. Pero si tuvieses las herramientas adecuadas... Por cierto, ¿ha llegado ya la ayuda?
¿No sabes qué hacer? Igual necesitas pedir ayuda...
Más pistas
Las interacciones o fuerzas entre partículas elementales realmente ocurre intercambiando otras partículas, más concretamente los bosones de gauge. El fotón se encarga de transmitir la fuerza electromagnética, los gluones la interacción nuclear fuerte, y los W y Z la nuclear débil.
Los quarks y leptones no interaccionan directamente entre sí, aunque en algunas extensiones del Modelo Estándar sí que lo hacen. Descubrir este tipo de interacción sería descubrir nueva física (en el juego representada con Desdentao).
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El Modelo Estándar de física de partículas, nuestra teoría actual, nos clasifica las partículas elementales en una nueva tabla periódica moderna. Por un lado tenemos los fermiones que forman la materia, que pueden ser quarks o leptones, según si sienten la fuerza nuclear fuerte o no.
Por otro lado están los bosones gauge, que transmiten las interacciones fundamentales. Y finalmente tenemos el bosón de Higgs, que está relacionado con la masa de las partículas.
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El espín es una propiedad característica de las partículas que, junto con sus cargas y masa, define quiénes son. Entre otras cosas, el espín nos dice cómo se comportan frente a otras partículas iguales, o cómo reaccionan frente a un campo magnético.
Históricamente, el espín se lo imaginaron como si las partículas girasen sobre sí mismas, originando el nombre (del inglés to spin, girar). Esta analogía con nuestra realidad no-cuántica no es correcta, porque una partícula elemental es puntual y, por tanto, no puede girar, pero el nombre se ha quedado.
Origen del nombre
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Los neutrinos son unas de las partículas elementales que conocemos, y puede que de las más misteriosas, ya que son muy difíciles de capturar y estudiar. A pesar de haber aprendido mucho sobre los neutrinos en los últimos años, aún nos queda mucho por descubrir.
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En física teórica usamos símbolos/letras como abreviaturas de las partículas. Aunque no somos muy originales. Suelen parecerse mucho a su nombre, y a veces les ponemos sub o superíndices para marcar detalles, como la carga o el sabor.
Más pistas
Solución
Ni los quarks ni los bosones llevan estas palabras en sus símbolos, que los elegimos según la otra parte del nombre. Lo más díficil es cuando usamos las letras griegas mu, tau, nu (para neutrinos). ¿Y la gamma?
Reglas del juego
El modelo de quarks con sólo 3 tipos o sabores (u, d y s), no funcionaba bien, ya que predecía procesos entre partículas que no se veían. La solución la propusieron Glashow, Iliopoulos, y Maiani en 1970, en lo que se conoce como el mecanismo de GIM. Y lo interesante es que predecía la existencia de un nuevo quark, que como solucionaba los problemas le llamaron charm (encanto). Una prueba más de los avances estudiando física del sabor.
Este nuevo quark se descubrió 4 años después, simultáneamente en dos experimentos de SLAC y BNL, descubriendo un mesón compuesto de un quark c y un antiquark c.
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Durante muchos años, la física ha discutido si la luz estaba formada por ondas o partículas. Al final, resulta que las dos cosas eran verdad. En mecánica cuántica, las partículas pueden comportarse como ondas y viceversa. La luz se comporta como una onda (electromagnética) en algunos casos, y como partículas (fotones) en otros. Y lo mismo para los electrones y resto de partículas.
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El neutrino tauónico es el neutrino asociado al tauón. Fue la última partícula de materia en ser descubierta, en el 2000 por la colaboración DONUT, aunque su existencia estaba predicha para completar la tercera familia de fermiones. Igual por eso fue el único descubrimiento de neutrinos que se quedó sin premio nobel.
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Arrastra el cronómetro de la pantalla hasta cada uno de los planetas y verás que revela un reloj que indica la velocidad a la que avanza el tiempo en ese planeta. Como la gravedad ralentiza el tiempo, el reloj que avance más rápido indicará el planeta de menor gravedad, y al revés.
Solución
La gravedad afecta al paso del tiempo: cuanto más fuerte sea, más despacio avanza el tiempo. Si tuvieses cómo medir el paso del tiempo en cada planeta...
Esto es ciencia, no vale probar por probar. Tómate tu tiempo para medir la gravedad primero.
Más pistas
Usa la caña de pescar una vez, y sigue pinchando en los objetos hasta que pesques el pollo. Después, arrastra el pollo hasta la caña para obtener la supercaña. Si no sabes cómo seguir, vuelve a pedir ayuda. Por cierto, es inútil que sigas pescando con la primera caña, sólo obtendrás magikarps (al fin y al cabo es una caña vieja).
Fíjate en los planos de la máquina del tiempo (los azules). ¿Ves qué falta? ¿Cómo podrás capturarlo?
Solución
Parece que de alguna forma tienes que conseguir encender la máquina del tiempo, pero, ¿tienes todos los ingredientes?
Más pistas
Si los neutrinos sí que tienen masa, esto quiere decir que sienten el campo de vacío y que se hablan con el bosón de Higgs, ¿verdad?... ¿¡verdad!? La verdad es que no lo sabemos. Los neutrinos son tan especiales y tan difíciles de estudiar que todavía esconden muchos secretos, sobre todo relacionados con su masa. Podría venir del Higgs, como la del resto de partículas, pero igual no... Por eso es uno de los campos más activos en física de partículas.
Los neutrinos se transforman los unos en los otros mientras viajan. A esto se le llama oscilaciones de neutrinos, y sólo puede ocurrir si los neutrinos son partículas masivas. Pero el Modelo Estándar dice que los neutrinos no tienen masa, así que estas oscilaciones simplemente no existen.
Aquí viene lo interesante. Hace unos 25 años se descubrieron estas oscilaciones, demostrando que los neutrinos sí que tienen masa y que por tanto el Modelo Estándar está mal. Bueno, más bien imcompleto.
Por cierto, el juego consistía en capturar 11 neutrinos en unos 13 segundos, que son los mismos que vió el detector Kamiokande II con la Supernova de 1987. Sin estos eventos tan explosivos, el ritmo de capturar neutrinos es mucho más lento.
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¿Y entonces qué?
Es imposible ganar una carrera a la luz en el vacío, pero sí que se puede en un medio como el agua, donde va más lenta. Y cuando una partícula cargada lo hace, deja detrás un cono de luz, una onda de choque equivalente a cuando un avión rompe la barrera del sonido.
Este fenómeno se llama radiación de Cherenkov y es cómo se detectan los neutrinos en detectores como SuperKamiokande (realmente los leptónes cargados que se producen).
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No busques demasiado por aquí, la pieza que te falta la encontrarás resolviendo otro de los puzles de la sala. Cuando la recojas, aparecerá automáticamente aquí.
Solución
Resuelve el puzle de la lancha hasta obtener la pieza amarilla con el bosón de Higgs de la tostadora. Si no sabes cómo hacerlo, pide más pistas allí. Una vez la recojas, aparecerá automáticamente en esta sala. Sólo tienes que pulsar en ella para colocarla en su sitio y completar el Modelo Estándar.
Ya casi lo tienes, sólo te falta colocar la última pieza del puzle. ¿La tienes ya?
Más pistas
El gluón es el bosón gauge de la cromodinámica cuántica (QCD), transmisor de la interacción nuclear fuerte. Fue descubierto en 1979 por la colaboración experimental TASSO en el sincrotón alemán de electrones (DESY).
El gluón se encarga de mantener juntos a los quarks que forman las partículas como los protones o neutrones. Y de ahí su nombre, de la palabra inglesa glue (pegamento).
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Reglas del juego
Toca la telaraña hasta limpiarla y abrir el panel de herramientas. Al arrastrar el martillo hasta las partículas, verás que la de la izquierda y la del centro se rompen, revelando que están hechas de otras partículas y por tanto no son elementales. Esto no le pasa a la de la derecha. Ahora que sabes cuál es la elemental, puedes seguir.
Solución
Una partícula elemental es la que no está hecha de otras partículas más pequeñas. Si tuvieses alguna herramienta para comprobarlo...
¿No pretenderás ganar por puro azar, no? Primero tendrás que comprobar cuál es la partícula elemental. Por cierto, ¿no te parece que la sala está un poco sucia?
Más pistas
Si los neutrinos sí que tienen masa, esto quiere decir que sienten el campo de vacío y que se hablan con el bosón de Higgs, ¿verdad?... ¿¡verdad!? La verdad es que no lo sabemos. Los neutrinos son tan especiales y tan difíciles de estudiar que todavía esconden muchos secretos, sobre todo relacionados con su masa. Podría venir del Higgs, como la del resto de partículas, pero igual no... Por eso es uno de los campos más activos en física de partículas.
Los neutrinos se transforman los unos en los otros mientras viajan. A esto se le llama oscilaciones de neutrinos, y sólo puede ocurrir si los neutrinos son partículas masivas. Pero el Modelo Estándar dice que los neutrinos no tienen masa, así que estas oscilaciones simplemente no existen.
Los neutrinos tienen masa, muy a pesar de lo que diga el Modelo Estándar. Esto lo sabemos gracias a que hemos medido el fenómeno llamado oscilación de neutrinos. En la vida real, no podemos controlar si los neutrinos tienen masa o no. Pero en el juego lo puedes hacer para ver cómo cambia el mundo con y sin masas de neutrinos.
¿Oscilaciones?
Aquí viene lo interesante. Hace unos 25 años se descubrieron estas oscilaciones, demostrando que los neutrinos sí que tienen masa y que por tanto el Modelo Estándar está mal. Bueno, más bien imcompleto.
¿Y entonces qué?
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Mecánica Cuántica
Espín Dualidad Onda Partícula Principio de Incertidumbre Efecto Túnel
Espín
Dualidad Onda Partícula
Principio de Incertidumbre
Efecto Túnel
Las partículas fundamentales o elementales, como el electrón o los quarks, son las piezas más pequeñas de la naturaleza, que no están hechas de nada más.
Las partículas compuestas, en cambio, están hechas de otras partículas, como el protón o neutrón, que están formados por quarks y gluones.
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¿No ves nada? Puede ser un problema técnico
Al arrastrar el objetivo hacia alguna de las estrellas deberías ver de qué objeto se trata, pero nos han informado de que este juego no funciona bien en algunos exploradores/sistemas operativos. Si no ves nada, pulsa aquí para ver lo que debías encontrar. Pedimos disculpas por las molestias. Seguimos trabajando para solucionarlo.
Solución
A pesar del gran éxito de la teoría del Modelo Estándar, existen aún algunos misterios por resolver, problemas tanto con algunos descubrimientos experimentales, como con principios teóricos. Esto no quiere decir que sea una mala teoría, sino que está incompleta. Y descubrir cómo completarla es el día a día de la comunidad de física teórica.
De estos problemas abiertos, uno de ellos es el hecho de que los neutrinos tengan masa y todo lo que conlleva. ¿De dónde viene su masa?¿Cómo son realmente los neutrinos?¿Están relacionados con otros de los misterios por resolver?
Por todo esto, la física de neutrinos es una de las áreas más activas en física de partículas.
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Capturando los neutrinos que vienen del Sol, el detector Super-Kamiokande ha tomado esta fotografía del Sol visto con neutrinos. Un filtro que ni en las mejores redes sociales. Además, como los neutrinos sí que atraviesan la tierra, podemos ver el Sol incluso por la noche. Eso sí, los neutrinos son tan difíciles de capturar que tomar esta foto les llevó 22 años (de 1996 a 2018).
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Estás en un detector de neutrinos, lleno de ojos para ver lo invisible. Pero para eso necesita estar lleno de agua, si no no verá nada.
Solución
Pulsa en el ojo/lupa de arriba a la izquierda para llenar el detector de agua y empezar a ver lo invisible.
Saturno, el sexto planeta del Sistema Solar, una gran pelota de hidrógeno y helio, rodeado de anillos de hielo y roca. Esta foto, y otras muchas, la tomó la nave de la NASA Cassini.
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Cassini
Arrastra el círculo más nítido sobre el ojo por la pantalla hasta que encuentres los objetos ocultos que te llevarán a los puzles de esta sala. Si ves que no puedes arrastrarlo pinchando en el círculo, prueba a arrastrar cualquier otra parte de la pantalla.
¿No ves nada? Parece que hay un círculo marcado sobre el ojo, si se pudiese mover hacia una zona con objetos invisibles...
Solución
Este detector está lleno de cosas invisibles.
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Mostrar ubicaciones ocultas
Antes de cambiar nada, el juego es imposible: algunos de los neutrinos electrónicos se transforman en otros (muónicos o tauónicos) antes de poder capturarlos. Esta transformación (que llamamos oscilación) sólo ocurre si los neutrinos tienen masa. Así que abre la configuración y desactiva la masa para que dejen de transformarse. Ya de paso, también puedes bajar la velocidad para que te resulte más fácil, aunque ahí ya dependerá de tus reflejos.
Un juego simple, sólo tienes que capturar los 11 neutrinos electrónicos (pintados de azul aquí). ¿Te parece demasiado difícil? Siempre puedes bajar el nivel del juego.
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Solución
Si las partículas van más lentas, serán más fáciles de capturar, vale. Que giren o no, tampoco importa tanto. Pero, ¿qué importará la masa?
A estas alturas has aprendido tanto que ya casi no nos queda física que contarte. ¿O sí?
La partícula eléctricamente cargada más ligera que conocemos, unas 2000 veces más ligera que el protón. Su antipartícula es el positrón, con carga eléctrica positiva. Descubierto por el físico británico J.J. Thomson estudiando los rayos catódicos, aunque veníamos usándolo desde hace mucho, ya que la electricidad no es más que electrones en movimiento.
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El espín es una propiedad característica de las partículas que, junto con sus cargas y masa, define quiénes son. Entre otras cosas, el espín nos dice cómo se comportan frente a otras partículas iguales, o cómo reaccionan frente a un campo magnético.
Históricamente, el espín se lo imaginaron como si las particulas girasen sobre si mismas, originando el nombre (del inglés to spin, girar). Esta analogía con nuestra realidad no-cuántica no es correcta, porque una partícula elemental es puntual y, por tanto, no puede girar, pero el nombre se ha quedado.
¿Qué es el espín?
Los neutrinos tienen espín de 1/2. Esto es una propiedad que tienen, que los identifica, igual que el hecho de no tener carga eléctrica. En la vida real no podemos controlar esta propiedad, siempre está activa. En el juego lo hemos puesto por dar visibilidad al espín, y por aumentar el caos del juego.
Origen del nombre
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El muón es una versión más pesada del electrón, ya que es exáctamente igual, salvo que su masa es unas 200 veces mayor. Esto hace que no sea una partícula estable y tienda a desintegrarse a un electrón (y neutrinos). Su antipartícula es el antimuón. Fue descubierta por Carl Anderson estudiando rayos cósmicos en una cámara de niebla, aunque llevó un tiempo aclarar que se trataba de una partícula elemental y no una compuesta. De hecho, al principio se le llamaba mesón mu (los mesones son partículas compuestas por quarks y antiquarks).
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El top (cima) es la versión más pesada del quark u. Y tan pesado, porque su masa es un 200 veces mayor que la del protón, lo mismo que un átomo entero de oro, concentrado en una sola partícula. Así que estamos hablando de la partícula elemental más pesada. Esto hace que haga falta mucha energía para producirlo, y por eso no fue descubierto hasta 1995 por el colisionador de partículas Tevatrón de Fermilab. Desde entonces, sólo el colisionador LHC del CERN ha sido capaz de producir quarks top de nuevo.
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Lo sentimos, pero en esta pantalla no hay física, sólo otro tipo de frikismo.
Los bosones W y Z son los mediadores de la interacción nuclear débil. El Z es una partícula neutra, mientras que tenemos dos W, el W- con carga eléctrica igual a la del electrón, y su antipartícula W+, con carga positiva. Fueron predichas teóricamente por la teoría electrodébil de Glashow, Weinberg, y Salam en los 60, y descubiertos experimentalmente en 1983 en el SPS (Super Proton Synchrotron) del CERN.
Aunque también son bosones gauge como el fotón o el gluón, tienen la gran diferencia de ser partículas (muy) masivas, y esto lo cambia completamente todo a la hora de escribir una teoría que lo explique. La solución será la ruptura expontánea de la simetría y, de la mano, el bosón de Higgs.
¿Y su masa?
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Una supernova es una explosión que sufren algunas estrellas durante sus últimas etapas de evolución, cuando las reacciones de fusión nuclear se descontrolan, y la estrella colapsa en una estrella de neutrones o un agujero negro. En esta explosión se emite mucha energía y muchas partículas, incluyendo fotones y neutrinos, que podemos ver desde la Tierra. Esta de 1987 fue la primera, y única, que vimos también con neutrinos.
Supernova
SN1987A
Solución
Explora la sala con cuidado, verás que está repleta de puzles. Si consigues resolverlos todos, conseguirás salir.
Obtendrás 4 trozos del código de 4 puzles: el cuadro del sol, el baúl con el fotón, el reloj y la pantalla. Luego sólo tendrás que encajarlas en el orden correcto e introducirlo en la puerta. Por cierto, ¿has mirado por la ventana pequeña?
Qué de cosas hay en esta sala, ¿no?
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0820
Antes de cambiar nada, el juego es imposible: algunos de los neutrinos electrónicos se transforman en otros (muónicos o tauónicos) antes de poder capturarlos. Esta transformación (que llamamos oscilación) sólo ocurre si los neutrinos tienen masa. Así que abre la configuración y desactiva la masa para que dejen de transformarse. Ya de paso, también puedes bajar la velocidad para que te resulte más fácil, aunque ahí ya dependerá de tus reflejos.
Un juego simple, sólo tienes que capturar los 11 neutrinos electrónicos (pintados de azul aquí). ¿Te parece demasiado difícil? Siempre puedes bajar el nivel del juego.
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Solución
Si las partículas van más lentas, serán más fáciles de capturar, vale. Que giren o no, tampoco importa tanto. Pero, ¿qué importará la masa?
El Modelo Estándar de física de partículas es una de las teorías más completas y exitosas jamás construidas. Se desarrolló teóricamente y se comprobó experimentalmente durante el siglo XX, y nos dice cómo se clasifican y comportan las partículas elementales, además de cómo interactúan entre sí. Aún así, a principios de nuestro siglo, esta teoría todavía no estaba totalmente demostrada, ya que faltaba por encontrar una última pieza que predecía el modelo: el bosón de Higgs. Ésta la descubrió el LHC en el año 2012, completando así el Modelo Estándar.
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La fusión nuclear del hidrógeno en helio es uno de los procesos principales por los que estrellas como el Sol emiten la luz y energía que nos llega en forma de fotones, de partículas de luz. En este proceso también se emiten neutrinos, a los que de forma muy original llamamos neutrinos solares, y nos permiten estudiar tanto los propios neutrinos como las estrellas.
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Aplica las reglas a cada desintegración (a cada fila). Cuando estén todas las partículas en su sitio, de forma que se cumplan todas las reglas, podrás seguir. ¡Ah!¡Y no vale redondear!
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Solución
¿Crees que es imposible?¿Que es imposible cumplir todas las reglas? ¿Que te falta energía? ¿No será que lo que te falta son cartas, verdad?
Una nebulosa es una región del espacio con gases y polvo cósmico, que puede ser la zona donde se está creando una estrella o los remanentes de la muerte de una. La Nebulosa del Cangrejo corresponde a los restos de una supernova.
Nebulosa
Nebulosa del Cangrejo
¿Podré llegar hasta allí? Parece que me esperan
Completar la tabla de interacciones es opcional, pero la puedes hacer llamando para pedir ayuda y fijándote en los diagramas de los apuntes (qué partícula está conectada con cual). Con esa referencia, haz lo mismo con las partículas que hay en la imagen, conectando las que sí hablan entre sí (pincha en una partícula y luego en otra para dibujar una línea entre las dos).
¿Has llamado por el teléfono escondido en la sala principal? Si ya tienes la ayuda, fíjate bien en los diagramas dibujados en esas notas. ¿Podrás descubrir qué partícula interacciona con cuál? ¿Y de qué servirá saber cómo se conectan las partículas?
Solución
La tabla de interacciones está pensada para ayudarte con el resto del puzle, una pena que no esté completa... ¿No sabes cómo completarla? Igual puedes pedir ayuda. ¿Habrá algún teléfono por algún sitio?
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Los neutrinos fueron predichos teóricamente por Pauli en 1930 como explicación a la aparente pérdida de energía en las desintegraciones beta: la energía no se perdía, sino que se la llevaba una nueva partícula sin carga eléctrica y por tanto invisible al detector. Al principio le llamaron neutrón, pero cuando descubrieron lo que ahora llamamos neutrón, Fermi le cambio el nombre a neutrino, ya que era más ligero. Pero, ¿cómo descubrimos algo que es invisible? Por suerte, los neutrinos sí que tienen carga nuclear débil, así que se pueden detectar con un poco de paciencia y un detector muy bueno. Y si encima te vas cerca de una fuente grande de neutrinos, aún mejor. Esto lo hicieron Cowan y Reines en 1956, convirtiéndose en los primeros cazadores de neutrinos. A día de hoy conocemos 3 tipos de neutrinos. Como éste se habla con el electrón, le llamamos neutrino electrónico. Tan originales como siempre.
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Yo quiero ser cazador de neutrinos
Super-Kamiokande es un detector de neutrinos en Japón, y uno de los grandes, ya que se trata de un tanque con 50.000 toneladas de agua. Está a 1 km bajo tierra, en una antigua mina bajo las montañas, para protegerse de otras partículas que llegan de la atmósfera.
Lo que parecen bombillas en las paredes son tubos fotomultiplicadores, ojos muy sensibles para ver lo invisible.
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Lo sentimos, pero en esta pantalla no hay física, sólo otro tipo de frikismo.
Los neutrinos viajan muy rápido, prácticamente a la velocidad de la luz en el vacío, lo más rápido que se puede viajar. En la vida real no podemos ralentizarlos, pero por el bien de este juego hemos puesto esta opción ficticia.
Una nebulosa es una región del espacio con gases y polvo cósmico, que puede ser la zona donde se está creando una estrella o los remanentes de la muerte de una. La Nebulosa NGC 604 es una de las mayores que podemos observar.
Nebulosa
NGC 604
El Sol es una de las grandes fuentes de neutrinos que tenemos cerca, pero no es la única. También se producen muchos neutrinos en las centrales nucleares, en la atmósfera, o en muchos procesos astrofísicos, así que podemos estudiar todo el Universo con neutrinos.
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La carga eléctrica de un neutrino es cero, así que la de un antineutrino será cero. Entonces, ¿cómo distinguimos entre un neutrino y un antineutrino? La pregunta es un poco más compleja, porque los neutrinos sí que tienen otro tipo de carga (la débil), que distingue neutrinos de antineutrinos. Aún así, los neutrinos sí que podrían ser iguales a los neutrinos, siendo su propia antipartícula (decimos que serían fermiones de Majorana en vez de Dirac, como el electrón y cia). Aclarar esta situación es uno de los grandes objetivos de la física de partículas, y nuestra mejor baza experimental es buscar el proceso radioactivo doble beta sin neutrinos.
A día de hoy conocemos 17 partículas elementales, que forman toda la materia que vemos, sus interacciones y sus masas. Además, algunas de ellas tienen su antipartícula, iguales en todo pero con carga opuesta, que formarían antimateria.
La antipartícula del electrón es el positrón, que tiene carga positiva. El resto de nombres se hacen con un "anti" delante: antimuón, antiquark, antineutrino, ...
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¿Antineutrino?
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Completar la tabla de interacciones es opcional, pero la puedes hacer llamando para pedir ayuda y fijándote en los diagramas de los apuntes (qué partícula está conectada con cual). Con esa referencia, haz lo mismo con las partículas que hay en la imagen, conectando las que sí hablan entre sí (pincha en una partícula y luego en otra para dibujar una línea entre las dos.
¿Has llamado por el teléfono escondido en la sala principal? Si ya tienes la ayuda, fíjate bien en los diagramas dibujados en esas notas. ¿Podás descubrir qué partícula interacciona con cuál? ¿Y de qué servirá saber cómo se conectan las partículas?
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La tabla de interacciones está pensada para ayudarte con el resto del puzle, una pena que no esté completa... ¿No sabes cómo completarla? Igual puedes pedir ayuda. ¿Habrá algún teléfono por algún sitio?
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Reglas del juego
Fíjate en la imagen del centro, es una foto del agujero negro Sagitario A*, en el centro de nuestra galaxia. Si miras por la ventana con el telescopio del baúl, podrás encontrarlo y ver a cuántos años luz está.
¿Has visto estas imágenes en algún otro sitio? Parecen muy lejanas, pero con las herramientas adecuadas igual se pueden ver y averiguar cuánto tardaría en llegar.
Solución
Algo en el centro... ¿en el centro de qué? ¿Y por qué me atraerá? Sea lo que sea, me suena haberla visto en otro sitio...
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25000
A mediados del siglo XX se descubrieron muchas partículas nuevas, ¿eran todas fundamentales? Gell-Mann y Zweig propusieron el modelo de quarks en 1964, siendo capaces de explicar todas estas partículas a partir de otras más elementales, los quarks: primero sólo con dos, el up (arriba) y down (abajo), y luego se le añadió el strange (extraño). En 1967 se descubrieron en los experimentos del Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC.
Una cosa curiosa de los quarks es que la interacción nuclear fuerte los mantiene siempre encerrados, formando partículas compuestas como protones y neutrones. Esto es una propiedad de la Cromodinámica Cuántica (QCD), aunque quien lo consiga demostrar de manera rigurosa se lleva un premio de 1 millón de dólares.
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El electrón y el muón no están sólos, ya que tienen una tercera partícula igual pero aún más masiva, el tauón. Fue descubierta en 1975 en experimentos en SLAC y LBL.
Resulta que todas las partículas de materia vienen en 3 copias, lo que llamamos 3 familias. ¿Y por qué 3?¿Habrá más?
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Esta teoría nos dice cómo obtienen su masa las particulas, pero no cuánto debería ser. ¿Por qué algunas son mucho más masivas que otras? O lo que es lo mismo, ¿por qué algunas sienten el vacío más que otras?
La teoría nos dice que esto depende de sus interacciones Yukawa, pero no tenemos ni idea por qué es más intensa para algunas particulas que para otras. A esto se le llama el puzzle del sabor.
La masa de las partículas fundametales que conocemos viene del mecanismo de Brout-Englert-Higgs, que nos dice que el vacío está realmente lleno de algo que llamamos el campo de Higgs. Sin él, las partículas no tendrían masa. En cambio, cuanto más sienta una partícula este vacío, mayor será su masa. Y si no lo sienten, como el fotón, se quedarán sin masa.
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Por que cada masa?
La carga eléctrica de un neutrino es cero, así que la de un antineutrino será cero. Entonces, ¿cómo distinguimos entre un neutrino y un antineutrino? La pregunta es un poco más compleja, porque los neutrinos sí que tienen otro tipo de carga (la débil), que distingue neutrinos de antineutrinos. Aún así, los neutrinos sí que podrían ser iguales a los neutrinos, siendo su propia antipartícula (decimos que serían fermiones de Majorana en vez de Dirac, como el electrón y cia). Aclarar esta situación es uno de los grandes objetivos de la física de partículas, y nuestra mejor baza experimental es buscar el proceso radioactivo doble beta sin neutrinos.
A día de hoy conocemos 17 partículas elementales, que forman toda la materia que vemos, sus interacciones y sus masas. Además, algunas de ellas tienen su antipartícula, iguales en todo pero con carga opuesta, que formarían antimateria.
La antipartícula del electrón es el positrón, que tiene carga positiva. El resto de nombres se hacen con un "anti" delante: antimuón, antiquark, antineutrino, ...
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¿Antineutrino?
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