Los neutrinos están disminuyendo, y esto es algo bueno para la física – MundoDaily

El jueves, los investigadores revelaron la medición más precisa de un neutrino, reduciendo la masa máxima posible de las manchas fantasmales de la materia que impregnan nuestro universo.

El resultado, publicado En la revista Science, no define la masa exacta de un neutrino, solo su límite superior. Pero el descubrimiento ayuda a acercar a los físicos a descubrir exactamente lo que está mal con el llamado modelo estándar, su mejor teoría de las leyes que rigen el dominio subatómico. Una forma para los físicos saben que no es muy preciso es que sugiere que el neutrino no debería tener masa.

En grandes escalas, aprender más sobre neutrinos ayudará a los cosmólogos a llenar su imagen siempre brumosa del universo, incluida la forma en que se han agrupado las galaxias y eso influye en la expansión del cosmos del Big Bang.

«Estamos tratando de entender por qué estamos aquí», dijo John Wilkerson, físico de la Universidad de Carolina del Norte, Chapel Hill y autor del nuevo estudio. «Y eso es algo que los neutrinos pueden desempeñar un papel clave».

Los físicos saben algunas cosas sobre los neutrinos. Son prolíficos en todo el cosmos, creados prácticamente en cualquier momento, núcleos atómicos ajustados o separados. Pero no cargan la carga eléctrica y son notoriamente difíciles de detectar.

Los neutrinos también vienen en tres tipos, que los físicos describen como sabores. Y extrañamente, giran de un sabor a otro a medida que pasan por el espacio y el tiempo, un descubrimiento reconocido por el Premio Nobel de Física en 2015. El mecanismo subyacente que hace que estas transformaciones sean posibles, se dieron cuenta de que los físicos significaban que los neutrinos deberían tener algo de masa.

Pero solo entonces. Los neutrinos son ligeramente ligeros y los físicos no saben por qué.

Descubrir los valores exactos de la masa de neutrinos puede conducir a «algún tipo de portal» para la nueva física, Alexey Lokhov, científico del Instituto de Tecnología Karlsruhe en Alemania. «Este es, por ahora, el mejor límite del mundo», dijo sobre la medición de su equipo.

El Dr. Lokhov y sus colegas utilizaron el experimento de Karlsruhe Tritium Neutrino, o Katrin, para restringir la masa de un neutrino. En un extremo de los 230 pies de longitud, había una fuente de tritio, una versión más pesada de hidrógeno con dos neutrones en su núcleo. Como Tritio es inestable, decaiga en helio: un neutrón se convierte en un protón, que escupe un electrón en el proceso. También escupe una antineutrina, el gemelo antimateria de un neutrino. Ambos deben tener una masa idéntica.

La masa del tritio original se divide entre los productos de descomposición: el helio, el electrón y la antineutrina. Ni neutrinos ni antineutrina se pueden detectar directamente, pero un sensor en el otro extremo del experimento registró 36 millones de electrones, más de 259 días, eliminado por el tritio en descomposición. Al medir la energía del movimiento de electrones, pueden deducir indirectamente la masa máxima posible a la antineutrina.

Descubrieron que el valor no era mayor que 0,45 electrónica en las unidades de masa utilizadas por los físicos de partículas, un millón de veces más ligero que un electrón.

El límite superior de la masa se midió solo por un sabor a neutrinos. Pero el Dr. Wilkerson dijo que predicar la masa de uno hace posible calcular el resto.

La última medición empuja la posible masa de neutrino más pequeña que el límite anterior Ubicado en 2022 por la colaboración de Katrin, no más de 0.8 giros electrónicos. También es casi el doble de preciso.

Elise Novitski, Física de la Universidad de Washington que no participó en el trabajo, elogió el cuidadoso esfuerzo del equipo de Katrin.

«Realmente es solo una gira de fuerza», dijo sobre el experimento y el descubrimiento. «Tengo plena confianza en su resultado».

El equipo de Katrin está trabajando en un límite aún más estricto en la masa de neutrinos de 1,000 días, que espera recolectar para fin de año. Esto dará a los físicos aún más electrones a medir, lo que lleva a una medición más precisa.

Otras experiencias también contribuirán a una mejor comprensión de la masa de neutrinos, incluida Proyecto 8 En Seattle y el experimento subterráneo profundo de los neutrinos, se extiende a través de dos instalaciones de física en el centro -oeste.

Los astrónomos que estudian la estructura del cosmos en general, considerados influenciados por la vasta colección de neutrinos que inundan el universo, tienen su propia medición de la masa máxima de las partículas. Pero, según el Dr. Wilkerson, las fronteras establecidas por los astrónomos que miran el vacío no coinciden con lo que los físicos de partículas calculan en el laboratorio mientras examinan el mundo subatómico.

«Hay algo realmente interesante», dijo. «Y la solución probable para esto será la física más allá del modelo estándar».