Una nueva y salvaje técnica finalmente podría medir el esquivo neutrino: ScienceAlert

Neutrinos son abundantes partículas subatómicas que juegan un papel crucial en la composición del Universo. Inicialmente consideradas sin masa, estas partículas apenas detectables deberían pesar algo según las teorías actualizadas.

Aún no se ha determinado experimentalmente cuál es exactamente esta medida. Un equipo internacional de científicos ha ideado una nueva forma de resolver este pequeño misterio.

Conocer la masa de un neutrino sería un gran momento para la ciencia, sobre todo porque ayuda a comprender cómo comenzó el Universo temprano, pero estas partículas se han negado a funcionar bien con nuestros instrumentos y detectores actuales.

La respuesta, como propone un nuevo estudio, puede estar en el seguimiento desintegración betaparticularmente en el raro tipo radiactivo de hidrógeno llamado tritio. Este proceso natural de desintegración radiactiva se puede observar y potencialmente revelará el peso de los neutrinos involucrados.

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«En principio, con el desarrollo y la expansión tecnológicos, tenemos una posibilidad realista de alcanzar el rango necesario para definir la masa del neutrino». Él dice el físico Brent VanDevender, del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico.

Cuando tritio se desintegra, crea tres partículas subatómicas: un ion helio, un electrón y un neutrino. Conociendo la masa total y la de las demás partículas, los científicos esperan que la masa que falta sea la del neutrino.

El enfoque se basa en la llamada espectroscopia de emisión de radiación ciclotrón, o CRES, que puede capturar radiación de microondas de los electrones que se escapan, mientras viajan a lo largo de un campo magnético, y luego deducen los efectos del neutrino que los acompaña.

«El neutrino es increíblemente ligero» Él dice la física Talia Weiss, de la Universidad de Yale. «Es más de 500.000 veces más ligero que un electrón. Por lo tanto, cuando se crean neutrinos y electrones al mismo tiempo, la masa del neutrino tiene sólo un pequeño efecto sobre el movimiento del electrón».

«Queremos ver ese pequeño efecto. Por lo tanto, necesitamos un método extremadamente preciso para medir qué tan rápido giran los electrones».

CRES tiene sido usado antes en experimentos similares, pero el último estudio es el primero en analizar las desintegraciones beta del tritio y definir un límite superior para la masa de neutrinos. Además, CRES tiene potencial para expandirse y desarrollarse mejor que cualquier otra tecnología de su tipo, aunque todavía quedan importantes obstáculos técnicos que superar.

Como señalan los investigadores, la masa de los neutrinos es vital en la física en todas las escalas, incluida la física nuclear y de partículas, la astrofísica y la cosmología. Incluso puede ser que cuando podamos pesar esta partícula, tengamos que abordar una rama de la física completamente nueva.

“Nadie más lo está haciendo” Él dice la física Elise Novitski, de la Universidad de Washington. «No estamos tomando una técnica existente y tratando de modificarla un poco. Estamos un poco en el Salvaje Oeste».

La investigación fue publicada en Cartas de revisión física.