La masa de neutrinos se acerca al descubrimiento después de este experimento

La masa de los neutrinos es inferior a 1 electrón-voltio, según un nuevo estudio. Aunque aún se desconoce la medida exacta, los científicos han establecido un nuevo límite superior de energía en 0,8 electronvoltios. El resultado será importante para ser aplicado en los modelos matemáticos actuales.

Durante un tiempo, los científicos pensaron que los neutrinos, conocidos como «partículas fantasma» porque apenas pueden interactuar con la materia, ni siquiera tenían masa. Si es así, no podrían cambiar entre los diferentes tipos.

Sin embargo, el detector de neutrinos Super Kamiokande, construido en una mina de zinc abandonada en Japón, ha demostrado que las partículas fantasmas electrónicas pueden transformarse en “neutrinos tau” o “neutrinos muón”, asociados a otras partículas elementales. Esto significa que deben tener masa.

Hoy hay un gran esfuerzo para determinar la masa exacta de neutrinos, pero es una tarea difícil porque no es posible medirlos directamente en un detector como el Super Kamiokande. Este tipo de equipo solo puede detectar la radiación de luz emitida cuando un neutrino interactúa sutilmente con el medio, en este caso, la materia dentro del detector.

Restringir la masa de neutrinos

Por segunda vez, los científicos utilizaron el experimento Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) en Alemania para tratar de medir la masa de la partícula. «Combinado con la primera campaña, establecimos un límite superior mejorado de menos de 0,8 electronvoltios», dijeron los autores del estudio.

Así, se redujo el rango permitido en los modelos de masas de neutrinos, que hasta entonces era de 1 electrón-voltio. Los científicos utilizaron KATRIN para observar la descomposición de un isótopo de hidrógeno llamado tritio en una cámara de 70 metros. El gas se desintegra en helio, un electrón y un antineutrino electrónico.

Aunque no es posible medir la masa del neutrino, los científicos saben que una partícula y su antipartícula distribuyen uniformemente la masa y la energía. Esto significa que si se encuentra la energía de los electrones, podemos deducir la energía del neutrino.

Esta fue la primera vez que un experimento directo de masas de neutrinos había entrado en el rango de masas por debajo de 1 electrón-voltio. Esto es lo suficientemente importante como para que los científicos de física de partículas se regocijen. La masa casi inexistente, pero no nula, es fundamental para comprender fenómenos previamente desconocidos en el universo.

El experimento en KATRIN, el único de su tipo en curso, continuará hasta 2024 para buscar restricciones aún más precisas, mientras se desarrollan e instalan nuevas actualizaciones en el instrumento. Los resultados fueron publicados en Física Natural.

La fuente: Instituto Max Planck de Física; pasando por: Alerta científica