Neutrinos: claves para entender por qué existe la materia en el Universo


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Neutrinos: claves para entender porqué existe la materia en el Universo
Imagen Referencial. Imagen abstracta representativa de partículas como neutrinos. Crédito: insspirito/Pixabay.

¿Por qué el universo está hecho puramente de materia? ¿Por qué desapareció la antimateria? Los neutrinos podrían tener la respuesta.

Un enigma del Universo es la desaparición de toda la antimateria después del Big Bang, después de formarse el Universo. Esto dejó a la materia que conocemos, dominando todo el espacio.

Según los científicos, el Big Bang tendría que haber generado una misma cantidad de materia y antimateria. Esto todavía sigue siendo un misterio sin descifrar de la ciencia, un problema sin resolver de la física.

No obstante, unas partículas subatómicas, llamadas «neutrinos», podrían dar luz a esa incógnita.

Los neutrinos son conocidos como «partículas fantasmas».

Los neutrinos son partículas de masa casi nula y sin carga eléctrica. Su interacción con la materia también es casi nula, así que pueden atravesarla sin perturbarla. Fueron descubiertos por Clyde Cowan y Frederick Reines en 1956.

La principal fuente de neutrinos son las reacciones nucleares, como la de nuestro Sol.

Entre 1998 y 2001, se realizaron una serie de experimentos que demostraron que los neutrinos pueden «cambiar de forma». Pueden transformarse en otro tipo de neutrinos de forma indefinida: de neutrino electrónico a neutrino muónico (y viceversa). También pueden «regresar» a su tipo original. Esto se llama oscilación de neutrinos.

Un protón y un electrón se aniquilan emitiendo un neutrón y un neutrino electrónico.
Un protón y un electrón se aniquilan emitiendo un neutrón y un neutrino electrónico. Crédito: CC BY-SA 4.0 Luis.avila.epr/Wikimedia Commons.

Los neutrinos pudieron haberle «dado ventaja» a la materia del Universo en el Big Bang

Según la Física de partículas, también existirían los antineutrinos, la contraparte antimaterial de los neutrinos. Cuando esto fue descubierto, los físicos experimentales tenían que saber si los antineutrinos también oscilaban (se transformaban) igual que los neutrinos normales.

En un experimento de 2017, llamado T2K, realizado en Japón, unos científicos dispararon neutrinos y antineutrinos a través de la Tierra (¡sí, a través de la Tierra!). Ellos utilizaron el acelerador de protones de J-PARC, en Tokai, Japón. A través de este experimento se calculó que los neutrinos y antineutrinos pueden oscilar o transformarse de forma diferente (la conclusión tiene una probabilidad del 95%). Esto significaría que los neutrinos y antineutrinos pueden generar cambios en la simetría de materia-antimateria del Universo.

Acelerador de protones de J-PARC, en Japón.
Acelerador de protones de J-PARC, en Japón. Crédito: Patrick Dep/Wikimedia Commons.

En un laboratorio de Dakota del Sur, EE. UU., llamado Sanford Underground Research Facility, se están realizando experimentos que buscan observar un fenómeno denominado Doble desintegración beta sin neutrinos, que sería una desintegración radiactiva del núcleo atómico, que emitiría dos electrones, un neutrino y un antineutrino. Si se observara tal desintegración, se demostraría que los neutrinos y antineutrinos ¡serían la misma partícula!

Saber por qué el Universo vio un predominio de la materia, a diferencia de la desaparecida antimateria, sigue siendo un enigma de la ciencia. Aunque todo indica que estos estudios y experimentos con neutrinos están muy cerca de resolver ese enigma. Principalmente el experimento del T2K, que indicaría que los neutrinos habrían generado una asimetría de materia-antimateria en los inicios del Universo.

También puede interesarte: Neutrino detectado en la Antártida proviene de galaxia a casi 4 millones de años luz.

El estudio científico del último experimento del Sanford Underground Reasearch Facility ha sido publicado en la revista Physical Review Letters y se puede leer en el sitio web de pre-impresión arXiv.org.


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Erick Nielssen
Escritor nicaragüense que indaga en temas de historia, ciencia, religión y esoterismo. Apoyando la investigación normativa y también la alternativa.

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