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Una investigación publicada en la revista Science presentó la medición más precisa realizada hasta ahora de la masa de un neutrino, una partícula subatómica de la que se habló por primera vez en 1956 y que ha sido objeto de estudio intensivo desde principios de los años 2000.
En el estudio, los físicos redujeron la masa máxima posible de estas partículas, que se caracterizan por no tener carga eléctrica y moverse a velocidades cercanas a la de la luz. Aunque no se determinó su masa exacta, sí se estableció su límite superior, un hallazgo clave para los científicos, principalmente porque les puede dar pistas para comprender mejor las limitaciones del Modelo Estándar.
El Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas y Nuclear (CPAN), adscrito al Gobierno de España, en su página web, detalla que este modelo, desarrollado a principios de la década de 1970, se ha consolidado como una teoría física bien fundamentada que describe nuestro mundo en sus componentes más pequeños. Sin embargo, los físicos no desconocen que este modelo no es del todo preciso, precisamente al sugerir que el neutrino no debería tener masa.
John Wilkerson, físico de la Universidad de Carolina del Norte y autor del estudio, explicó a The New York Times que para determinar el límite superior de la masa emplearon el experimento Karlsruhe Tritium Neutrino, o KATRIN.
En uno de los extremos del KATRIN, los físicos ubicaron una fuente de tritio, un isótopo radioactivo del hidrógeno, que, por su inestabilidad, se desintegra en helio. En ese proceso, añaden, “un neutrón se convierte en un protón, que libera un electrón en el proceso. También libera un antineutrino. Ambos deberían tener la misma masa”.
Luego, el equipo tomó la masa del tritio y lo dividió entre el helio, el electrón y el antineutrino. De acuerdo con los investigadores, como los neutrinos y los antineutrinos no se pueden detectar directamente, instalaron un sensor en el otro extremo del experimento. Durante 259 días registró más de 36 millones de electrones emitidos en la desintegración del tritio.
Los resultados de la medición de la energía del movimiento del electrón arrojaron que este valor no era más de 0,45 electronvoltios. Este valor, dedujeron los físicos, indirectamente era el de la masa máxima posible del antineutrino.
Aunque este valor corresponde solo a un tipo específico de neutrino, Wilkerson señaló que conocer con precisión la masa de uno solo de ellos permite calcular la de los demás.
Alexey Lokhov, científico del Instituto Tecnológico de Karlsruhe y quien también participó en el estudio, añadió al medio estadounidense que “descubrir los valores exactos de la masa de los neutrinos podría abrir una puerta a la nueva física. Este es, por ahora, el mejor límite del mundo”.
Ahora, el equipo de KATRIN está trabajando en un límite aún más preciso para la masa de los neutrinos a partir de 1000 días de datos, que espera recopilar para finales de año.
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