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Los neutrinos son la segunda partícula elemental más abundante en el universo; sin embargo, tienen una masa tan diminuta que no suelen interactuar con otras partículas.
En el habla común, los neutrinos también son conocidos como ´partículas fantasma´ porque se pensaba que eran partículas sin masa, capaces de “traspasar” la materia con facilidad y evadir los detectores convencionales de partículas.
La ciencia intenta determinar cuál es la masa exacta de los neutrinos para enriquecer el modelo estándar de partículas. Esta medida todavía no la puede calcular con exactitud, pero, gracias a algunos experimentos, ha sido posible afirmar con precisión que su masa no supera cierto valor (es decir, que tienen un límite superior).
El experimento KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment, en alemán), un esfuerzo de 259 días de monitoreo de neutrinos, acaba de obtener su medición más precisa hasta ahora: el limite superior de las partículas fantasmas se sitúa en 0.45 electronvoltios (eV), o aproximadamente menos de una millonésima parte de la masa de un electrón. Los datos redujeron a la mitad el límite de masa en comparación con su resultado previo.
KATRIN analiza la desintegración de tritio, un isótopo radioactivo del hidrógeno. El proyecto transforma el tritio en helio-3 mientras se emite un electrón y un antineutrino electrónico (la antipartícula del neutrino con la misma masa). Gracias al principio de conservación de la energía, los investigadores pueden determinar la cantidad de energía que aporta el antineutrino.
“Lo que esto nos indica es que, por el momento, no hay sorpresas: los límites de KATRIN son compatibles con los más restringentes de la cosmología y, por lo tanto, no hay lugar para física exótica que implicaría que los neutrinos en el cosmos se comportan de manera distinta que en la Tierra”, dijo Raúl Jiménez, profesor de investigación ICREA de Cosmología y Física Teórica en el Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universitat de Barcelona, que no participó en el estudio, para Science Media Centre (SMC) España.
La observación directa de la desintegración de tritio estableció el límite en 0.45 eV; sin embargo, hay cálculos a partir de observaciones cosmológicas que infieren que esa barrera debería ser todavía más pequeña. Jiménez recuerda que datos del experimento DESI, cuyo propósito es estudiar la energía oscura, determinó un límite superior de 0.064 eV, un valor 21 veces menor que la de KATRIN.
“Aun así, el experimento KATRIN explora una vía completamente distinta al de la cosmología y por eso su resultado es tan relevante, ya que acerca el límite medido en el laboratorio al de la cosmología. Si uno es más conservador en cosmología y quiere relajar sus asunciones, entonces el límite superior es de < 0.16 eV, que aún así es un factor 8 más pequeño que el de KATRIN”, agregó el catedrático de Barcelona.
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