Un experimento de neutrinos revela que nuestro universo está incompleto

Gracias a la máquina KATRIN se consiguieron mediciones más exactas sobre los neutrinos, la partícula más pequeña del universo.
(Foto: KATRIN)

Una maquina de conteo de electrones ha generado indirectamente una medición de la partícula más y difícil de medir conocida por la física, el neutrino, al tiempo que ha agregado evidencia sobre la existencia de la materia oscura, según el experimento alemán KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrin).

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Esta medición es el primer resultado de un esfuerzo internacional para medir la masa de los neutrinos, las partículas que componen nuestro universo y determinan su estructura, pero que, sin embargo, apenas y podemos detectar.

De acuerdo con los resultados de KATRON, los neutrinos tienen más del 0.0002% de la masa de un electrón, este número es tan bajo que si llegáramos a acumular todos los neutrinos del universo, no podríamos explicar su masa faltante y este es el hecho que, precisamente, se suma a los montones de evidencia que hay sobre la evidencia de materia oscura.

KATRIN es, en pocas palabras, una máquina muy grande para contar los electrones de súper alta energía que salen de una muestra de tritio, una forma radiactiva de hidrógeno compuesta por un protón y dos neutrones en cada átomo. El tritio es inestable y sus neutrones se descomponen en pares electrón-neutrino.

KATRIN busca los electrones y no los neutrinos porque los neutrinos son demasiado débiles para medirlos con precisión. Y la máquina usa gas tritio, según Hamish Robertson, científico de KATRIN y profesor emérito de la Universidad de Washington, porque es la única fuente de neutrinos de electrones lo suficientemente simple como para obtener una buena medición de masa.

Los neutrinos son más o menos imposibles de medir con precisión por sí mismos porque tienen muy poca masa y tienden a saltarse los detectores sin interactuar con ellos. Entonces, para descubrir la masa de los neutrinos, Robertson explicó en una entrevista con Live Science que KATRIN cuenta los electrones más energéticos y trabaja hacia atrás desde ese número para deducir la masa del neutrino.

Los primero resultados de KATRIN arrojaron que los neutrinos tienen una masa no superior a 1.1 electronvoltios (eV). Los voltios de electrones son las unidades de masa y energía que usan los físicos cuando hablan de las cosas más pequeñas del universo. Por ejemplo, el famoso bosón de Higgs presta su masa a otras partículas ya que tiene un masa de 125 mil millones de EV. Los protones, las partículas en el centro de los átomos, tienen masas de aproximadamente 938 millones de eV. Los electrones son solo 510,000 eV. En otras palabras, el experimento de KATRIN confirma que los neutrinos son muy, pero muy pequeños.

Al respecto, añade Hamish Robertson:

“Hay materia de la que aún no sabemos nada. Existe esta materia oscura y no puede estar hecha de los neutrinos que conocemos”.

El número 1.1 eV es interesante porque es el primer número de masa de neutrinos derivado experimentalmente que no es lo suficientemente alto como para explicar la estructura del resto del universo por sí solo.

Este experimento se suma a las pruebas sobre la materia oscura.