Un equipo internacional de científicos ha anunciado un avance en su búsqueda para medir la masa del neutrino, una de las partículas elementales más abundantes, pero elusivas, de nuestro universo.
En la conferencia Topics in Astroparticle and Underground Physics 2019 en Toyama, Japón, los líderes del experimento KATRIN informaron el 13 de septiembre que el rango estimado para la masa en reposo del neutrino no es mayor de 1 electrón voltio o eV.
Estos resultados inaugurales obtenidos a principios de este año por el experimento Karlsruhe Tritium Neutrino, o KATRIN, redujeron el rango de masa para el neutrino en más de la mitad al reducir el límite superior de la masa del neutrino de 2 eV a 1 eV. El límite inferior para la masa de neutrinos, 0,02 eV, fue establecido por experimentos previos de otros grupos.
"Conocer la masa del neutrino permitirá a los científicos responder preguntas fundamentales en cosmología, astrofísica y física de partículas, como cómo evolucionó el universo o qué física existe más allá del Modelo Estándar", dijo Hamish Robertson, científico de KATRIN y profesor emérito de Física en la universidad de Washington.
"Estos hallazgos de la colaboración de KATRIN reducen el rango de masa anterior para el neutrino en un factor de dos, establecen criterios más estrictos sobre cuál es realmente la masa del neutrino y proporcionan un camino hacia adelante para medir su valor definitivamente", explica.
El experimento KATRIN se basa en el Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania e involucra a investigadores de 20 instituciones de investigación en todo el mundo.
Los neutrinos son abundantes. Son una de las partículas fundamentales más comunes en nuestro universo, solo superadas por los fotones. Sin embargo, los neutrinos también son esquivos. Son partículas neutras sin carga e interactúan con otra materia solo a través de la llamada "interacción débil", lo que significa que las oportunidades para detectar neutrinos y medir su masa son raras y difíciles.
Los neutrinos también son partículas misteriosas que ya han sacudido la física, la cosmología y la astrofísica. El Modelo Estándar de física de partículas había predicho una vez que los neutrinos no deberían tener masa. Pero en 2001, los científicos habían demostrado con dos detectores, Super-Kamiokande y el Observatorio de Neutrinos de Sudbury, que en realidad tienen una masa distinta de cero, un avance reconocido en 2015 con el Premio Nobel de Física.
"Resolver la masa del neutrino nos llevaría a un mundo nuevo y audaz para crear un nuevo Modelo Estándar", dijo Doe.
El descubrimiento de KATRIN proviene de mediciones directas de alta precisión de cómo un tipo raro de par electrón-neutrino comparte energía. Este enfoque es el mismo que el de los experimentos de masa de neutrinos de la década de 1990 y principios de 2000 en Mainz, Alemania, y Troitsk, Rusia, que establecieron el límite superior anterior de la masa en 2 eV. El corazón del experimento KATRIN es la fuente que genera pares de electrones y neutrinos: tritio gaseoso, un isótopo altamente radiactivo de hidrógeno. A medida que el núcleo de tritio sufre desintegración radioactiva, emite un par de partículas: un electrón y un neutrino, ambos comparten 18.560 eV de energía.
Los científicos de KATRIN no pueden medir directamente los neutrinos, pero pueden medir los electrones y tratar de calcular las propiedades de los neutrinos en función de las propiedades de los electrones.
