Una importante colaboración entre dos grandes experimentos de física de partículas, NOvA (en Estados Unidos) y T2K (en Japón), ha permitido obtener una imagen más clara y detallada del comportamiento de una de las partículas más enigmáticas del universo: los neutrinos.
Este análisis conjunto, cuyos resultados han sido publicados en la prestigiosa revista Nature, estrecha los límites de las mediciones clave sobre cómo estas partículas cambian de identidad (un proceso conocido como oscilación) y ofrece pistas valiosas para resolver uno de los mayores misterios del cosmos: ¿por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria?
Los neutrinos son partículas fundamentales, es decir, que no se pueden dividir en otras más pequeñas. Son extremadamente escurridizas porque casi no tienen masa y no tienen carga eléctrica, lo que les permite viajar a través de la materia, -incluida la Tierra y nosotros mismos-, sin interactuar con casi nada. Por eso a menudo se les llama “partículas fantasma”.
El misterio de la oscilación o cambio de “sabor”
Un descubrimiento sorprendente de la física moderna es que los neutrinos no son estáticos; cambian de “sabor” o tipo mientras viajan. ¿Qué es el “sabor” de un neutrino? Es simplemente su tipo o identidad (existen tres). ¿Qué es la oscilación de neutrinos? Es el proceso por el cual un neutrino de un sabor se convierte en otro sabor mientras está en movimiento. Es como si la partícula cambiara de disfraz constantemente.
Esta oscilación ocurre porque, a diferencia de lo que se creía originalmente, los neutrinos sí tienen masa, aunque muy pequeña. Este hallazgo, no incluido en el Modelo Estándar (la “tabla periódica” de las partículas fundamentales), es crucial.
El nuevo estudio combinó los datos de NOvA y T2K. Aunque ambos experimentos son diferentes y detectan distintos aspectos del comportamiento del neutrino, su unión permitió ver el panorama completo.
- Compatibilidad de Resultados: Se confirmó que los datos de ambos experimentos, que al principio parecían no encajar del todo, en realidad son compatibles dentro del modelo actual de tres “sabores” de neutrinos.
- Límites Más Estrictos: Se mejoró la precisión con la que se mide la mezcla de los neutrinos, es decir, cómo se combinan sus diferentes estados de masa que dan lugar a los tres sabores.
- Pista sobre la Asimetría Materia-Antimateria: La clave está en la posible diferencia en cómo oscilan los neutrinos y los antineutrinos (su contraparte de antimateria). Si existe una diferencia, o asimetría, en esta oscilación —un fenómeno llamado violación de la simetría CP—, podría explicar por qué, tras el Big Bang, la materia sobrevivió y se convirtió en todo lo que vemos, mientras que la antimateria casi desapareció.
Si bien el estudio aún no ha encontrado una prueba irrefutable de esta asimetría, la evidencia sugiere fuertemente que la violación de la simetría CP es posible en el sector de los neutrinos.
Colaboración y el futuro de la física
Según los expertos, la mayor relevancia de este trabajo es la exitosa colaboración entre estos grandes experimentos independientes. Al combinar sus fortalezas, han sentado las bases para la próxima generación de experimentos de neutrinos, como DUNE e Hyper-Kamiokande, que buscarán alcanzar una precisión aún mayor para finalmente desvelar el orden exacto de las masas de los neutrinos y confirmar la asimetría materia-antimateria.
Con información de revista Nature
